高二物理 第二章第6节 变压器导学案 教科版.docx

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高二物理第二章第6节变压器导学案教科版

学校班级姓名日期

2019-2020年高二物理第二章第6节变压器导学案教科版

（1）知道变压器的构造

（2）理解互感现象，理解变压器的工作原理。

（3）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。

（4）理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。

（5）知道课本中介绍的几种常见的变压器。

◆◆◆课前预习◆◆◆

〖自主学习〗

1.在交流电的传输过程中，必须有升高或降低电压的设备来满足各种不同的需要，这种设备称为。

2.变压器主要由闭合的和绕在上的两个或两个以上的组成，其中与相连的线圈叫做原线圈或初级线圈，与相连的线圈叫做副线圈或次级线圈。

3.变压器的工作原理是根据，当原线圈两端加上交变电压时，就有交变电流通过线圈，并在铁芯中产生交变的磁场，铁芯中就有变化的磁通量。

由于副线圈也绕在铁芯上，这个变化的磁通量同样穿过副线圈，所以在副线圈中能够产生感应电动势，从而副线圈两端有电压输出。

4.理想变压器指的是在变压过程中没有能量损失的变压器，其基本特点为：

，原副线圈电压比为；如果只有一个副线圈，原副线圈电流比为（设原、副线圈匝数分别为n1、n2）。

4.常见的变压器有、、三相变压器等。

〖问题发现〗

★★★课堂突破★★★

〖探究1〗变压器的原理

探究变压器的原理；了解变压器的铁芯起什么作用？

〖典例1〗下列关于理想变压器的说法中，正确的是：

（）

A.理想变压器的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厂能，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

【归纳反思】

〖探究2〗变压器基本规律的应用

1、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系：

2、推导理想变压器的变压比公式

3、变压器的功率关系、电流关系

〖典例2〗如图，理想变压器原副线圈的匝数比为4:

1，原线圈接入一电压为U=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。

若V，Hz，则下述结论正确的：

A.副线圈中电压表的读数为55V

B.副线圈中输出交流电的周期为s

C.原线圈中电流表的读书为0.5A

D.原线圈中输入功率为

【归纳反思】

〖探究3〗原线圈中接有负载的问题及多个副线圈问题

〖典例4〗如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1=1100匝，接入电压U1=220V的电路中。

（1）有要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V、U3=110V，它们的匝数n2、n3分别是多少？

（2）若在两副线圈上分别接上“6V20W”、“110V60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？

【归纳反思】

〖探究4〗理想变压器的动态分析问题

〖典例4〗如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3，现断开S，U1数值不变，下列判断正确的是：

A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大

C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大

【归纳反思】

▲▲▲当堂展示▲▲▲

1利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电流，若互感器原副线圈的匝数比n1:

n2=1:

100，交流电流表A的示数是50mA，则：

A.被测电路的电流有效值为0.5A

B.被测电路的电流平均值为0.5A

C.被测电路的电流的最大值为A

D.原副线圈中的电流同时达到最大值

2如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3:

1，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光，若在原线圈所在的电路上再串联一个相同的灯泡L，则（设电源的有效值不变）：

（）

A.灯L与三灯亮度相同B.灯L比三灯都暗

C.灯L将会被烧坏D.无法判断

3、如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流。

下列说法中正确的是：

（）

A.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小

B.保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小

C.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大

D.保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小

第5节变压器

班级姓名评价

■■■课时作业■■■

1.如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则：

（）

A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大

B.保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小

C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大

D.保持P的位置不变，K合在a处时，若U1增大，I1将增大

2.要增加变压器的输入功率，可采用的措施是（）

A.使原线圈的导线变粗以减小原线圈的电阻；

B.减小副线圈所连接的负载的阻值

C.增加原线圈的匝数

D.增加副线圈的匝数

3.如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器。

已知原副线圈的匝数比为n1:

n2=1:

20，加在原线圈的电压为u1=311sin100πt（V），霓虹灯正常工作的电阻R=440kΩ，I1、I2表示原副线圈中的电流，下列判断正确的是：

A.副线圈两端的电压为6220V，副线圈中的电流为14.1mA

B.副线圈两端的电压为4400V，副线圈中的电流为10.0mA

C.I1

D.I1>I2

4.一台理想变压器的副线圈上并联有30盏“36V40W”的灯泡，若变压器的原线圈有1100匝，接到220Ｖ交流电源上，问这变压器应绕多少匝才能保证灯泡正常发光？

这时原、副线圈中的电流各多大？

■■■交流台■■■

在本节课学习中你还存在哪些疑难问题？

由本节课学习你引发了哪些新问题？

教师答疑

教师评价

批改日期

学校班级姓名日期

2019-2020年高二物理第二章第7节电能的输送导学案教科版

（1）知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。

（2）知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。

（3）知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失。

（4）理解远距离输电要用高压。

◆◆◆课前预习◆◆◆

〖自主学习〗

1.电流流过输电导线时，电流的会引起电功率的损失。

损失的电功率P=I2R，即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比。

所以为减小电能输送中损失的电功率，可以通过减小或来实现。

2.导线有电阻，输电线上有电压损失，使得用电设备两端的电压比供电电压低，据ΔU=IR可知，减小输电线路上电压损失的主要办法有两种：

一是、二是

，但是减小输电线路的电阻在实际输电过程中并不实用。

3.由P=UI，在保证输送电功率不变的情况下，必须提高输送，才能减小

，从而减小输电线路上的能量损失。

即在远距离输电中，必须采用输电。

4.输送一定功率的电能时，输电电压越高，输电线路中电流，导线因发热而损耗的电能就，输电线路上的电压损失也就。

5.高压直流输电与高压交流输电比较

（1）在输送相同电功率的电能时，直流输电所用的线材仅为交流输电的2/3。

同时，直流输电杆塔结构也比交流输电简单，占地面积小。

（2）稳定的直流输电不存在和引起的损耗。

（3）用直流输电时，不需考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题。

①直流输电系统只在输电环节是，发电环节和用电环节都是。

②换流站内配有整流器和逆流器。

〖问题发现〗

★★★课堂突破★★★

〖探究1〗输电线的功率损失：

1．输电线功率损失的探究

2．减小输电线功率损失的方法有哪些？

〖典例1〗在电能输送过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失（）

A、随输电线电阻的增大而增大

B、与输送电压的平方成正比

C、与输电线上电压损失的平方成正比

D、与输电电流的平方成正比

【归纳反思】

〖探究2〗输电线的电压损失：

1、分析造成电压损失的因素

2、如何减小输电线上电压损失

〖典例2〗某发电站的输出功率为104kw，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。

已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m，导线横截面积为1.5×10-4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：

（1）升压变压器的输出电压？

（2）输电线路上的电压损失？

【归纳反思】

〖探究3〗探究电网供电

了解电网供电的流程，并能画出简要的示意图

〖典例3〗一台交流发电机的输出电压为250V，输出功率为100kW，向远处输电所用输出线的总电阻为8Ω，要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户正好得到220V的电压，则供电处的升压变压器和用户的降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少？

【归纳反思】

▲▲▲当堂展示▲▲▲

1.某发电厂用2.2kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22kV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为

。

要将2.2kV的电压升高至22kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是匝。

2.发电机的端电压为U，经总电阻为R的电线向远方用户输送功率为P的电能，则下列说法中不正确的是：

（）

A.输电线上的电流为P/UB.输电线损耗的电功率为P2R/U2

C.两根输电线用户一端的电压为（U-PR/U）

D.输电线损耗的电功率为U2/R

3.某小型水电站输出功率为20kw，输电线总电阻为6Ω.

（1）若采用380V输电，求输电线路上损耗的功率。

（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1:

n2=22:

1的变压器降压，求用户得到的电压。

4.发电机输出功率40kW，输出电压400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1：

5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5Ω，到达用户后再用变压器降为220V，求：

（1）输电线上损失的电功率是多少？

（2）降压变压器的变压比是多少？

第7节电能的输送

班级姓名评价

■■■课时作业■■■

1.在远距离输电时，如果把输电电流，减小为原来的1/100，则相同时间内在线路上因发热而损失的电能将是原来损失电能的：

A．100倍B．10000倍C.1/100倍D.1/10000倍

2.当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的

A.输送电压的平方成正比

B.输送电压的平方成反比

C.输电线中电流的平方成正比

D.导线中电流的平方成反比

3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是

A.由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻

B.由P=IU，应低电压小电流输电

C.由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流

D.上述说法均不对

4.用电器电阻值为R距交变电源L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为

A.ρL/R　B.2ρLI/UC.U/ρLID.2UL/Ρi

5.水电站向小山村输电，输送功率为50kW，若以1100V送电则线路损失为10可kW，若以3300V送电，则线路损失可降低至kW。

当用3300V送电时，为使电压降至我国规定的生活用电电压，不计线路损失，山村中降压变压器的初、次级线圈匝数比为。

6.单相交流发电机的电功率是200kW，端电压100V，现在要把电能输送到离电站10km远的用电区，还要使铜输电线上损失功率不超过发电机输出功率的5％，铜线电阻率为1.7×10－8Ωm，密度是8.9×103kg/m3。

（1）如果用100V的电压直接输送，输电线要用多少kg铜？

（2）如果用原副线圈匝数比为1︰100的变压器将电源升高，在输送，输电导线要用铜多少kg？

■■■交流台■■■

在本节课学习中你还存在哪些疑难问题？

由本节课学习你引发了哪些新问题？

教师答疑

教师评价

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