高中物理人教版 (新课标)选修34 变压器学案及答案

第四节  变压器

【学习目标】

（1）知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理

（2）通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。了解理想化模型在物理学研究中的重要性。

（3）了解变压器在生活中的应用。

【学习重点】探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题

【学习难点】从能量的转化与守恒的角度理解变压器的工作原理

【学习过程】

一、变压器

思考2：变压器的铁芯起什么作用？

2、探究2：变压器两个线圈的电压关系

试利用右图变压器的示意图，根据能量守恒

的思想、法拉第电磁感应定律、欧姆定律，探究变压

器的电压比与线圈匝数比的关系式？

3、探究3：变压器两个线圈的电流关系

⑴变压器既是改变交流电压的装置，又是电能的传输装置。

如果变压器没有电能损失，那么变压器的输入功率与输出功率有何关系？在右图中如何表示这种关系？

⑵利用变压器的电压比公式和功率关系，在上图中推导原、副线圈中的电流与匝数的关系。

4、探究4：在绕制变压器的原、副线圈时，原线圈与副线圈所用导线的规格是否需要一致？为什么？

二、理想变压器

1、能量损耗

探究1：如果变压器的铁芯从闭合到不闭合变化时，分析灯泡的亮度有什么变化？

探究2：做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉？说明了什么？触摸变压器的原副线圈有什么感觉？说明什么？

小结：实际的变压器在运行时，哪些地方有损耗呢？

强调：变压器在工作过程中，电能和磁能的相互转化是最主要的因素，而伴随而来的损耗是一些次要因素。为了研究问题的方便，我们突出主要因素，忽略次要因素。这种方法叫________________,这是科学研究的一种常用方法。因此，我们可以把实际的变压器抽象成理想变压器——一个没有能量损耗的理想模型。

2、理想变压器是一种        模型。理想变压器是实际变压器的近似。理想变压器有三个特点：

（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都     。

（2）线圈绕组的电阻       ，无能损（即铜损）现象。

（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损（即铁损）现象。

说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理。

3、理想变压器的变压原理：变压器工作的原理是       现象。

4、能量转换：变压器是把电能转化为           ；又把磁场能转化为        的装置。

5、理想变压器的基本关系

（1）输出功率       输入功率，即：P出   P入，U1I1      U2I2

（2）原副线圈两端的电压跟匝数成            ，即：                    

（3）原副线圈中的电流跟匝数成           （仅限一个副线圈），即：             ．

（4）原副线圈的交变电流的周期T关系      （相同、不同），频率f        （相同、不同）．

三、课堂训练：

1、一台变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为(      )

A、 36匝      B、  72匝       C、 720匝       D、 1440匝

2、理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为   （       ）  

A、36 V     B、6 V         C、1 V  D、0 V

3、一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1＞n2，则（   ）

A、U1＞U2，P1＜P2      B、P1=P2，I1＜I2      C、I1＜I2，U1＞U2            D、P1＞P2，I1＞I2

4、下列关于理想变压器的说法中，正确的是  (    )

A、输入功率等于输出功率                   

B、输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能

C、输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能  

D、输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去

【课堂小结】

【课后作业】      跨越高考   课时38

【课后反思】