内蒙古兴安盟乌兰浩特一中方丽娜
目标1.知道变压器的构造,了解变压器的工作原理。
2.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,能应用它分析解决有关问题。
重点探究变压比和匝数比的关系。
方法实验探究法、阅读法、讲解法。
器材学生电源、可拆变压器、交流电压表、灯泡
学习过程
问题1如图所示,把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连到交流电源的两端,另一个线圈连到小灯泡上。
(1)小灯泡可能发光吗?说出你的理由。
(2)实验中能量是如何传递的?
(3)闭合铁芯有什么作用?
(4)变压器实际工作时,哪些方面的原因会引起电能损耗?
(5)阅读课本完成下列问题:
①变压器就是由和构成的。
②,叫原线圈,也叫;,叫副线圈,也叫。
③铁芯由叠合而成,现象是变压器工作的基础。
④画出变压器的结构示意图和符号。
规定原线圈两端电压为U1(输入电压),匝数为n1,电流为I1,输入功率为P1;副线圈两端电压为U2(输出电压),匝数为n2,电流为I2,输出功率为P2。
问题2探究变压器线圈两端的电压与线圈的匝数有什么关系?
(1)探究准备
①器材学生电源,能提供3V、6V、9V等;两个交流电压表,量程0~10V和0~30V;变压器,一个线圈100匝、400匝,另一个线圈200匝、800匝、1600匝。
②探究多个变量之间关系的研究方法是:。
(2)探究过程
①写出操作步骤,画出电路图;②设计表格,将结果填入;③总结结论。
A.先保持原线圈的电压和匝数不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响
例如,原线圈接低压交流电源V,保持原线圈匝数n1不变,分别取副线圈匝数n2=、、,用交流电压表分别测出副线圈两端的电压。
B.再保持原线圈的电压和副线圈的匝数不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响
例如,原线圈接低压交流电源V,保持副线圈匝数n2不变,分别取原线圈匝数n1=、、,用交流电压表分别测出副线圈两端的电压。
注意要事先推测副线圈两端电压的可能数值。
(3)理论推导
①原线圈中产生的感应电动势是。
②副线圈中产生的感应电动势是。
③忽略能量损失,原、副线圈中产生的感应电动势关系:。
④原、副线圈电阻不计,原、副线圈两端电压与电动势的关系分别为:、。由此可得,原、副线圈的电压与匝数的关系为:。
【针对训练】一台理想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
问题3理想变压器输入的电功率和输出的电功率的关系:。
(1)输入功率为,
(2)输出功率为。
(3)由此可得理想变压器(只有一个副线圈)电流与匝数的关系为。
【针对训练】一理想变压器,其原线圈2200匝,副线圈440匝,并接一个100Ω的负载电阻。(电压表和电流表接在副线圈上)
(1)当原线圈接在44V直流电源电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为______A。
(2)当原线圈接在220V交变电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为_______A,此时输入功率为_______W。