沪教版高中物理选修2-1 3.4变压器_学案1

变压器
【学习目标】
（1）了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压；
（2）由试验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系；
（3）了解几种常见的变压器的类型及其应用。
【学习重难点】
在输电过程中，各种变压器发挥着及其重要的作用。变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。我们身边有形形色色的变压器。
【学习过程】
一、变压器的构造
（1）构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，变压器是用来改变交流电压或电流的装置。构造及符号如下图：

（2）理想变压器的电压比与匝数比的关系：U1表示原线圈两端的交变电压，即输入电压；U2表示副线圈两端的交变电压，即输出电压，n1表示原线圈的匝数，n2表示副线圈的匝数。则有：
（注意：该公式仅适用于有一个副线圈的变压器）
二、变压器为什么能改变电压？
在变压器的原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的 和
都在不断的变化，铁芯中磁场的 和 也都在不断变化。副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的 也在不断的变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。
线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数 ，哪个线圈的电压就 。
典例探究
1．某机床上用的照明灯电压为36V。如果要用220V的电压降压得到，机床上变压器的原线圈的匝数是1140，副线圈匝数应该比原线圈多一些还是少一些？
【达标检测】
1．下列关于变压器的说法中正确的是：（ ）
A．变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置
B．变压器的原、副线圈组成闭合回路
C．变压器的铁芯中产生交变电流
D．变压器的副线圈中产生直流电
2．如图所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体。当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将 （选填“变大”或“变小”）。在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为 V。
3．如下图所示，一单匝线圈从左侧进入磁场．在此过程中，线圈中的磁通量将 （选填“变大”或“变小”）．若上述过程所经历的时间为0 .1 s，线圈中产生的感应电动势为0.2 V，则线圈中的磁通量变化了 Wb．
4．如图所示，在水平匀强磁场中数值放置一矩形线圈，线圈平面与磁场垂直，线圈绕其底边转过90°至水平位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（ ）
A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
思考：
1．为什么给变压器的一个线圈接入电流，就能在另一个线圈内产生电动势？变压器能够改变直流电压吗？为什么？
2．大多数变压器的两个线圈的匝数都不相同，为什么？升压变压器原、副线圈的匝数大小有什么关系？降压变压器的原、副线圈的匝数大小有什么关系？