第五章 交变电流 第四课时.doc

第五章交变电流
第四课时变压器
课堂立标

1．知识与技能
知道变压器的构造．
理解变压器的工作原理．知道理想变压器．
理解变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，并能用来解决有关问题．
理解变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，并能用来解决有关问题．
知道互感器的原理和用处．
2．过程与方法
通过探究实验经历科学探究过程的猜想与假设、进行实验、收集数据、分析论证等要素．
体会实验中控制变量法的重要性．
运用电磁感应知识理解互感现象．
通过理想变压器的学习体会理想化模型的重要作用．
3．情感态度与价值观
通过探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验，学会从现象中探求事物本质的科学态度和研究方法．
了解变压器的广泛应用，体会物理学对经济、社会发展的贡献，从而激发学习物理的热情．
探究导问

1.变压器能否改变恒定流的电压？
简答：因为变压器的工作原理是互感现象，只有变化的电流，才能使得穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈两端产生感应电动势．若是恒定电流，那么穿过副线圈的磁通量不变，因此不能．
2．变压器能否改变交变电流的频率？
简答：不能．因为穿过原、副线圈的磁通量总是完全相同，所以穿过原、副线圈磁通量变化情况也完全相同，原线圈中的电流变化一个周期，则磁通量也变化一个周期，那么产生的感应电动势也变化一个周期．
3．降压变压器副线圈的导线为什么比原线圈的导线粗？
因为变压器的输入功率等于输出功率，输入电压大于输出电压，所以通过副线圈的电流较大，应该用较粗的导线，以防止熔断并减少热损失．
探究学堂

★自主学习（学思练）
一、变压器的构造和原理
1．变压器是由和绕在铁芯上的个线圈组成的．与电源相连的线圈叫做
，也叫；与负载相连的线圈叫做，也叫．
2．是变压器的工作基础．由于互感现象，穿过原、副线圈的相同，从而使得穿过原、副线圈的磁通量也相同，据法拉弟电磁感应定律，可知原副线圈两端的电压与匝数成．
3．理想变压器
磁通量全部集中在铁芯内，变压器没有损失，输入功率输出功率．
说明：理想变压器是忽略铁损（铁芯的漏磁造成的能量损失）和铜损（线圈因通电流而产生热量造成的损失）的变压器，是理想化模型．
二、变压器的电压、电流与匝数的关系
1．探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
①在该实验中，要探究的物理量是四个，即输入电压、输出电压、原线圈匝数和副线圈匝数，因此为了搞清关系，应该用法．
②猜想：线圈两端的电压与其匝数可能有什么关系？原、副线圈的匝数对副线圈两端的电压是否都有影响？
③设计实验方案：控制变量，分别探究．先保持原线圈的匝数不变，改变线圈的匝数，研究对输出电压的影响；然后，再保持副线圈的匝数不变，改变线圈的匝数，研究对输出电压的影响．
④进行实验，记录数据．
⑤分析数据，得出结论：．
2．理想变压器电压跟匝数的关系：．
3．理想变压器电流跟匝数的关系：（适用于只有一个副线圈的变压器）．
4．功率关系：对理想变压器而言，．
说明：①理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于只有一个副线圈的情况，而且适用于多个副线圈的情况．即有=……．这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势都与匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比．②原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系就不成立了，应根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1=U2I2+U3I3+U4I4+……再根据U2=U1，U3=U1，U4=U4……可得出：．
三、互感器
1．电压互感器：电压变为电压．用来测量交流电压，应联在电路中．
2．电流互感器：电流变为电流．用来测量交流电流，应联在电路中．
★★双边活动（析拨辨）
例1．利用变压器不可能做到的是（）
A．增大电流B．升高电压
C．减小频率D．增大功率
【思路剖析】根据变压器的工作原理可以知道，变压器可以改变电压和电流，不可能增大功率和改变频率．
【标准答案】CD
【方法规律】对于变压器的工作原理要真正理解，把握住改变电压的原因：，原副线圈匝数不同，磁通量的变化率相同；又据输入功率等于输出功率可知能改变电流，而不能增大功率．
训练：1．下列说法正确的是（）
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
【解答】BCD
2．理想变压器原、副线圈中一定相同的物理量有（）
A．交流电的频率B．磁通量的变化率C．功率D．交流电的峰值
【解答】ABC
例2．一台理想的