2019-2020年高中物理 變壓器2教案 人教版第二冊.doc
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2019-2020年高中物理 變壓器2教案 人教版第二冊 一、教學(xué)目的 l、鞏固基礎(chǔ)知識,進(jìn)一步理解變壓器 2、培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力 二、教學(xué)重點:鞏固基礎(chǔ)知識,進(jìn)一步理解變壓器 三、教學(xué)難點:培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力 四、教學(xué)方法:復(fù)習(xí)提問、講練結(jié)合 五、課時安排:1課時 六、教學(xué)過程: (一)基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí) 1.變壓器的構(gòu)造:原線圈、副線圈、鐵心 2.變壓器的工作原理 在原、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象,叫做互感現(xiàn)象,互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。 3.理想變壓器 磁通量全部集中在鐵心內(nèi),變壓器沒有能量損失,輸入功率等于輸出功率。 4.理想變壓器電壓跟匝數(shù)的關(guān)系: U1/U2= n1/n2 說明:對理想變壓器各線圈上電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系,不僅適用于原、副圈只有一個的情況,而且適用于多個副線圈的情況。即有=……。這是因為理想變壓器的磁通量全部集中在鐵心內(nèi)。因此穿過每匝線圈的磁通量的變化率是相同的,每匝線圈產(chǎn)生相同的電動勢,因此每組線圈的電動勢與匝數(shù)成正比。在線圈內(nèi)阻不計的情況下,每組線圈兩端的電壓即等于電動勢,故每組電壓都與匝數(shù)成正比。 5.理想變壓器電流跟匝數(shù)的關(guān)系 I1/I2= n2/n1 (適用于只有一個副線圈的變壓器) 說明:原副線圈電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個的情況,一旦有多個副線圈時,反比關(guān)系即不適用了,可根據(jù)輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)出:U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+……再根據(jù)U2=U1, U3=U1 , U4=U4……可得出: n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+…… 6.注意事項 (1)當(dāng)變壓器原副線圈匝數(shù)比()確定以后,其輸出電壓U2是由輸入電壓U1決定的(即U2=U1)但若副線圈上沒有負(fù)載 , 副線圈電流為零輸出功率為零 , 則輸入 功率為零,原線圈電流也為零,只有副線圈接入一定負(fù)載,有了一定的電流,即有了一定的輸出功率,原線圈上才有了相應(yīng)的電流(I1=I2),同時有了相等的輸入功率,(P入=P出)所以說:變壓器上的電壓是由原線圈決定的,而電流和功率是由副線圈上的負(fù)載來決定的。 (二)例題精講 圖1 【例1】如圖1所示,理想變壓器鐵芯上繞有A、B、C三個線圈,匝數(shù)比為nA∶nB∶nC=4∶2∶1,在線圈B和C的兩端各接一個相同的電阻R,當(dāng)線圈A與交流電源連通時,交流電流表A2的示數(shù)為I0,則交流電表A1的讀數(shù)為_______________I0 。 【分析與解】此題如果輕易用電流強度與匝數(shù)成反比的關(guān)系來解,即得出IA=0.5I0就錯了。應(yīng)該注意到變壓器副線圈有多組,電流反比關(guān)系不成立,但電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系還是成立的,應(yīng)先根據(jù)這一關(guān)系求出C組線圈電壓,再根據(jù)R相等的條件求出C組電流,由和,得IC=0.5I0 . 此后利用關(guān)系式 nA IA=nB nB +nC nC 圖2 即 4IA=2I0+10.5I0 得IA=0.625I0 【例2】如圖2所示電路中要使電流表讀數(shù)變大,可采用的方法有 ( ) A .將R上的滑片向上移動. B . 將R上的滑片向下移動. C .將電鍵S由1擲向2 C . 將電鍵S由1擲向3 【分析與解】在輸入 電壓和匝數(shù)比一定的情況下,輸出電壓U2是一定的,當(dāng)R減小時,由I=可知電流表讀數(shù)變大,故應(yīng)向下移動,(B)正確.在輸入電壓U1一定的條件下,減小匝數(shù)比,則輸出電壓U2增大,(U2=U1),故電流強度增大,應(yīng)擲向2 (C)正確,所以正確的答案是(B、C) 【例3】將電阻R1和R2如圖3甲所示接在變壓器上,變壓器原線圈接在電壓恒為U的交流電源上,R1和R2上的電功率之比為2:1,若其它條件不變,只將R1和R2改成如圖乙接法,R1和R2上的功率之比為1:8。若甲圖中原線圈電流為I1,乙圖中原線圈電流為I2,求:(1)兩組副線圈的匝數(shù)之比;(2)I1和I2之比。 【分析與解】:(1)甲圖中R1和R2串聯(lián),電流相同,功率與電阻成正比,所以有 R1=2R2……(1) 設(shè)三組線圈的匝數(shù)分別是n1 ,n2 ,n3,兩組副線圈上的電壓分別是U2和U3,易得 圖3 U2=U U3=U 乙圖中R1和R2上的功率之比為1∶8 即 8 ……(2) 聯(lián)列(1)式和(2)式解得 = (2)設(shè)甲圖中輸出功率為P1,則P1=()2/(R1+R2) 設(shè)乙圖中輸出 功率為P2,則P2=()2/R1+()2/R2 以R1=2R2,n3=2n2代入,可得: 。由于輸入功率等于輸出功率,所以甲、乙兩圖中輸入功率之比也為,根據(jù)P=IU,電壓恒定,所以兩圖中電流之比I1:I2=2:3 【例4】發(fā)電廠輸出的交流電壓為2.2萬伏,輸送功率為2.2106瓦,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶的電壓為220伏,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為22歐,求,(1)輸電導(dǎo)線上損失的電功率;(2)變壓器原副線圈匝數(shù)之比。 【分析與解】(1)應(yīng)先求出輸送電流,由線=P總/U總=2.2106 2.2104=100(A) 則損失功率為P損=I線2R線=100222=2.2105 (w) (2)變壓器原線圈電壓U1為:U1=U總-U線= U總- I線R線=2.2104-10022=19800(V) 所以原副線圈匝數(shù)比=19800/220=90. (三)鞏固練習(xí) 圖1 1 .如圖1所示,變壓器輸入交變電壓U一定,兩個副線圈的匝數(shù)為n2和n3,把一電阻先后接在a、b間和c、d 間時,安培表的示數(shù)分別為I和I’,則I:I’為( ) A .n22 ,n32 B ., C . n2 ,n3 D . n32 ,n22 圖2 2 .有一個理想變壓器,原線圈1200匝,副線圈400匝,現(xiàn)在副線圈上接一個變阻器R,如圖2所示,則下列說法中正確的是 ( ) A.安培表A1與A2的示數(shù)之比為3,1 B.伏特表V1與V2的示數(shù)之比為3,1 C.當(dāng)變阻器滑動頭向下移動時,原線圈的輸入功率將增加 D.原、副線圈的功率之比為3,1 圖3 3.如圖3,一理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為4,1,圖中五只電燈完全相同,若B、C、D、E都能正常發(fā)光,則A燈 ( ) A.一定能正常發(fā)光 B.比正常發(fā)光暗 C.比正常發(fā)光亮 D.一定被燒壞 4 .在某交流電路中,有一正在工作的變壓器,原副線圈匝數(shù)分別為n1=600,n2=120,電源電壓U1=220V,原線圈中串聯(lián)一個0.2A的保險絲,為了保證保險絲不被燒壞,則( ) A .負(fù)載功率不超過44w B .副線圈電流最大值不能超過1A C . 副線圈電流有效值不能超過1A D .副線圈電流有效值不能超過0.2A 圖4 5 .如圖4所示,一理想變壓器的原副線圈分別由雙線圈 ab和cd(匝數(shù)都為n1)、ef和gh(匝數(shù)都為n2)組成,用I1和U1表示輸入電流和電壓,I2和U2表示輸出電流和電壓。在下列四種連接法中,符合關(guān)系U1/U2=n1/n2 , I1/I2=n2/n1的有 A .a與c相連, b與d相連作為輸入端; e與g相連、f與h相連作為輸出端 B . a與c相連, b與d相連作為輸入端; f與g相連、以e、h為輸出端 C . b與c相連, 以a與d為輸入端; f與g相連,以e、h為輸出端 D . b與c相連,以 a、d為輸入端; e與g相連、f與h相連作為輸出端 6 .如圖5所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4,1,平行金屬導(dǎo)軌與原線圈相連,當(dāng)導(dǎo)體ab在勻強磁場中勻速運動時,電流表A1示數(shù)為12mA,則電流表A2示數(shù)為______mA。 圖6 7 . 用1萬伏高壓輸送100千瓦的電功率,在輸電線上損失2%的電功率,則輸電線的電阻是___________歐姆,如果把輸送電壓降低一半,則輸電線上損失功率將占輸送功率的___%。 8.如圖6所示,理想變壓器和三個定值電阻R1、R2和R3接在交流電源上,R1=R3,若R1、R2和R3上的電功率相等,則R1:R2=_____________,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為__________. 圖7 9.有一理想變壓器在其原線圈上串一熔斷電流為I0=1A的保險絲后接到220V交流電源上,副線圈接一可變電阻R作為負(fù)載,如圖7所示,已知原、副線圈的匝數(shù)比n1,n2=5,1,問了不使保險絲熔斷,可變電阻的取值范圍如何? 10.一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10,1,原線圈接U=100sin100πtV的交變電壓,副線圈兩端用導(dǎo)線接規(guī)格為“6V,12W”的小燈,已知導(dǎo)線總電阻r=0.5Ω,試求:副線圈應(yīng)接幾盞小燈?這些小燈又如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光? 【答案與提示】 1.(A)(提示:先求電壓比)2.(B)(C)3.(A)(提示:看電流是否相等) 4.(A)(C)5.(A)(C)(提示:注意連接后線圈的繞向是相同還是相反) 6. 0 (提示:原線圈上是恒定電壓) 7. 20 8 8. 1,4 2,1 (提示:R3功率即輸出功率, 應(yīng)等于輸入功率 。因為,故有原線圈上功率與R2功率相等,它們電壓相同,所以R2上電流與原線圈電流相等) 9.大于8.8Ω 10.4盞,并聯(lián) (四)布置作業(yè):完成上面的鞏固練習(xí)題- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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