高中物理人教版2第五章交變電流4變壓器 全國(guó)一等獎(jiǎng)

課題變壓器課型新授課主備人授課人授課班級(jí)授課時(shí)間2023.教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1.了解變壓器的構(gòu)造及工作原理。2.掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間關(guān)系。3.掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運(yùn)用解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程與方法1．通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習(xí)慣。2．從變壓器工作規(guī)律得出過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及總結(jié)概括能力。3．從理想變壓器概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和建立的意義。情感態(tài)度與價(jià)值觀1．通過(guò)原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關(guān)系中體會(huì)物理學(xué)中的和諧、統(tǒng)一美。2．讓學(xué)生充分體會(huì)能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想。3．培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)變壓器工作原理及工作規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)(1)理解副線圈兩端的電壓為交變電壓。(2)推導(dǎo)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系。(3)掌握公式中各物理量所表示對(duì)象的含義教學(xué)方法(1)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)研究變壓器工作規(guī)律使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立規(guī)律。(2)通過(guò)理想化模型建立及理論推導(dǎo)得出通過(guò)原副線圈電流與匝數(shù)間的關(guān)系。(3)通過(guò)運(yùn)用變壓器工作規(guī)律的公式來(lái)解題使學(xué)生從實(shí)踐中理解公式各物理量的含義教學(xué)過(guò)程(一)明確目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出變壓器工作規(guī)律并能運(yùn)用解決實(shí)際問(wèn)題。(二)整體感知這節(jié)內(nèi)容承上啟下，它是電磁感應(yīng)知識(shí)與交變電流概念的綜合應(yīng)用，體現(xiàn)出了交變電流的優(yōu)點(diǎn)，為電能輸送奠定了基礎(chǔ)。(三)重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程1．引入新課幻燈打出一組數(shù)據(jù)從以上表格可看到各類(lèi)用電器額定工作電壓往往不同，可我們國(guó)家民用統(tǒng)一供電均為220V，那這些元件是如何正常工作的呢？出示已拆錄音機(jī)，指出變壓器。這就靠我們這節(jié)將要學(xué)習(xí)的變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)升壓、降壓，從而使我們各類(lèi)用電器在供電電壓220V以下都能正常工作。出示可拆式變壓器2．講授新課我們先來(lái)了解變壓器的構(gòu)造，請(qǐng)同學(xué)觀察實(shí)物并回答變壓器由哪些部分組成。變壓器由一個(gè)閉合鐵心和兩個(gè)繞在鐵心上的線圈組成。閉合鐵心是由極薄彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，(實(shí)物呈現(xiàn)，各組由前往后傳)現(xiàn)在我們用符號(hào)來(lái)表示變壓器。強(qiáng)調(diào)線圈必須繞在鐵心其中與電源連接叫原線圈，也叫初級(jí)線圈。另一個(gè)與負(fù)載連接叫副線圈，也叫次級(jí)線圈。接下來(lái)我們?cè)賮?lái)研究變壓器的工作原理。原副線圈都是用絕緣導(dǎo)線繞成，原副線圈彼此間沒(méi)有直接關(guān)系。但閉合鐵芯使原副線圈發(fā)生了聯(lián)系。原線圈輸入交變電壓，則原線圈中就有交變電流，請(qǐng)同學(xué)們思考鐵芯閉合與沒(méi)有閉合兩種情況的磁感線分布圖。當(dāng)鐵芯閉合，原線圈產(chǎn)生的磁感線幾乎全部分布在鐵芯內(nèi)部。當(dāng)鐵芯不閉合副線圈通過(guò)的磁通量減少。由于原線圈中通的是交變電流，因而鐵芯中的磁通量是變化的，這樣副線圈兩端有電壓?jiǎn)?？為什么[演示]因?yàn)橥ㄟ^(guò)副線圈的磁通量也發(fā)生變化那副線圈兩端電壓U2變化嗎？為什么？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化快慢有關(guān)，那副線圈的磁通量變化均勻嗎？如果通過(guò)線圈的磁通量均勻變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變。副線圈中的磁通量做周期性變化，所以U2為交變電壓?？偨Y(jié)如下～U1—～l1—～Φ—～U2從能量角度看，顯然變壓器不能產(chǎn)生電能，它只是通過(guò)交變磁場(chǎng)傳輸電能。電能——磁場(chǎng)能——電能變壓器能改變直流電壓?jiǎn)幔繛槭裁?？不能?？赡苡胁糠謱W(xué)生難以理解，可分析若為直流情況，鐵芯中有磁感線但鐵芯中的磁通量不變。即通過(guò)副線圈的磁通量不變?！郩2＝0[演示]按圖2原線圈接直流電壓10V，則請(qǐng)學(xué)生觀察伏特表的讀數(shù)。我們接下來(lái)討論副線圈兩端電壓U2與原線圈兩端電壓U1有什么關(guān)系？(部分學(xué)生可能只認(rèn)為與副線圈匝數(shù)n2有關(guān))接下來(lái)，請(qǐng)大家來(lái)看演示實(shí)驗(yàn)。拿出儀器逐個(gè)向?qū)W生介紹，并連接好電路如下。那如何來(lái)設(shè)計(jì)我們記錄的數(shù)據(jù)表格呢？在學(xué)生設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上在黑板上作出表格如下請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)來(lái)操作，大家積極參與讀數(shù)，共同完成以上表格。在此過(guò)程注意學(xué)生讀數(shù)是否準(zhǔn)確(估讀問(wèn)題)，并及時(shí)加以糾正。學(xué)生完成后，請(qǐng)兩位學(xué)生手摸鐵芯。如何處理數(shù)據(jù)？引導(dǎo)學(xué)生觀察記錄數(shù)據(jù)，體會(huì)可能存在電壓與匝數(shù)成正比。由計(jì)算結(jié)果能得出什么結(jié)論？在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，原副線圈的電壓與原副線圈的匝數(shù)成正比磁感線分布原副線圈完全一致嗎？有一部分磁感線從閉合鐵芯中漏失。使得副線圈磁感線分布疏于原線圈的磁感線分布。[演示]按圖4接好電路，請(qǐng)學(xué)生觀察鐵芯閉合時(shí)與鐵芯斷開(kāi)時(shí)小電珠的亮度差別。鐵芯不閉合，燈明顯變暗。由上述可知，通過(guò)原線圈的電流不變，若副線圈通過(guò)的磁通量減少(漏磁)則副線圈兩端的電壓減少。由于漏磁使得能量有損失。同時(shí)因?yàn)樵本€圈的繞線有阻值，當(dāng)電流流過(guò)時(shí)也有內(nèi)能產(chǎn)生，使得電能損失?！郟入＞P輸同時(shí)由于通過(guò)鐵芯的磁感線反復(fù)磁化時(shí)也產(chǎn)生焦耳熱(請(qǐng)加以證明)，組成變壓器鐵芯的硅鋼片不是一整塊，而是極薄的一片一片疊壓而成，就是為了減少這部分的內(nèi)能損失。原副線圈有電阻通過(guò)電流時(shí)也會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。所以P入＞P輸．一只變壓器如果磁感線沒(méi)有漏失，線圈和鐵芯都不發(fā)熱，那么這只變壓器便是無(wú)電能損耗的理想變壓器。在這種情況下，變壓器輸出電功率必然等于輸入電功率。即P入=P出理想化是科學(xué)研究中常用的重要方法，其要領(lǐng)是“分清主次，抓住主要矛盾”。建立理想變壓器模型，不僅有理論上的意義，而且為提高實(shí)際變壓器效率指出了方向。上臺(tái)板演，教師批改，注意規(guī)范問(wèn)題。解設(shè)變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1n2，端電壓為U1U2，通過(guò)的電流為I1、I2則：P入＝U1I1P出=U2I2又∵理想變壓器∴P入＝P出∴U1I1＝U2I2變壓器工作時(shí)，通過(guò)原線圈和副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)成反比當(dāng)原副線圈匝數(shù)一定，原線圈電流隨副線圈電流增大怎么變化呢？我們來(lái)看以下演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)電路出示幻燈其中n1＝1600匝，n2＝400匝A．請(qǐng)學(xué)生觀察隨著K閉合的增加，觀察的變化情況，并思考為什么？幾乎不變。隨著閉合的燈泡增多，副線圈所接的電阻變小，電壓不變，所以電流增大?；蛘連．將副線圈的匝數(shù)改為200匝，請(qǐng)學(xué)生觀察燈的亮度，并說(shuō)明為什么？C．將原線圈的匝數(shù)改為800匝，請(qǐng)學(xué)生觀察燈的亮度，并說(shuō)明為什么？D．若A1允許通過(guò)電流為3安培，則副線圈至多可接幾盞小電珠？E．若A1改為同規(guī)格的小電珠，則當(dāng)S1、S2、S3、S4均閉合且4只小電珠正常發(fā)光，則由A1所改的小電珠會(huì)燒毀嗎？為什么？公式應(yīng)用必須靈活，結(jié)合實(shí)際。一定要注意公式中各物理量的含義，不能張冠李戴。U1、U2指原副線圈兩端的電壓，I1、I2指通過(guò)原副線圈的電流強(qiáng)度。斷開(kāi)電源，將變壓器拆下，問(wèn)剛才是哪個(gè)為原線圈，哪個(gè)作為副線圈。降壓變壓器，所以：n2＜n1?？扇绾稳ヅ袆e匝數(shù)的多少？出示原副線圈實(shí)物。降壓變壓器由于原副線圈的電阻不為零，所以總有電能損耗P損=I2R，降壓變壓器哪個(gè)通過(guò)線圈電流大？為什么？P入=P出即U1I1＝U2I2∵U1＞U1∴I1＜I2副線圈的通過(guò)的電流大，則為了減少電能的損耗，所以必須減少線徑相對(duì)小些(經(jīng)濟(jì)，重量)。這樣高壓線圈匝數(shù)多，線徑小，低壓線圈電流大，匝數(shù)少，線徑大。將變壓器原副線圈非常和諧地繞在鐵芯上，非常美觀。反之則不符合物理規(guī)律，也不美觀。【基礎(chǔ)知識(shí)精講】課文全解一、變壓器1．定義：用來(lái)改變交流電壓的設(shè)備，稱(chēng)為變壓器．說(shuō)明：變壓器不僅能改變交變電流的電壓，也能改變交變電流的電流，但是不能改變恒定電流．2．構(gòu)造：變壓器由一個(gè)閉合鐵芯（是由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成的）和兩個(gè)線圈（用絕緣導(dǎo)線繞制）組成的．原線圈：和交流電源相連接的線圈（匝數(shù)為n1）．副線圈：和負(fù)載相連接的線圈（匝數(shù)為n2）．許多情況副線圈不只一個(gè)．二、理想變壓器1．理想變壓器是一種理想模型．理想變壓器是實(shí)際變壓器的近似．理想變壓器有三個(gè)特點(diǎn)：（1）鐵芯封閉性好，無(wú)漏磁現(xiàn)象，即穿過(guò)原、副線圈兩繞組每匝的磁通量Φ都一樣．每匝線圈中所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等．（2）線圈繞組的電阻不計(jì)，無(wú)能損現(xiàn)象．（3）鐵芯中的電流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無(wú)能損現(xiàn)象．說(shuō)明：大型變壓器能量損失都很小，可看作理想變壓器，本章研究的變壓器可當(dāng)作理想變壓器處理．2．理想變壓器的變壓原理變壓器工作的原理是互感現(xiàn)象，互感現(xiàn)象即是變壓器變壓的成因．當(dāng)變壓器原線圈上加上交變電壓，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)原線圈，也穿過(guò)副線圈，在原、副線圈中都要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．如果副線圈電路是閉合的，在副線圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量．這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)副線圈，也穿過(guò)原線圈，在原、副線圈中同樣要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．在原、副線圈中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．在變壓器工作時(shí)，由于原、副線圈使用同一個(gè)鐵芯，因而穿過(guò)原、副線圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的變化率均相同，在原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與它們的匝數(shù)成正比．3．能量轉(zhuǎn)換：變壓器是把電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置．4．理想變壓器的基本關(guān)系（1）輸出功率等于輸入功率P出＝P入，U1I1＝U2I2．（2）原副線圈兩端的電壓跟匝數(shù)成正比，．（3）原副線圈中的電流跟匝數(shù)成反比（僅限一個(gè)副線圈），．（4）原副線圈的交變電流的周期T和頻率f相同．5．理想變壓器的三個(gè)決定關(guān)系（1）理想變壓器輸出功率決定輸入功率．當(dāng)副線圈空載時(shí)，變壓器的輸出功率為零，輸入功率也為零，并且輸入功率隨著負(fù)載的變化而變化．若同時(shí)有多組副線圈工作，則U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn成立．（2）理想變壓器副線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓和匝數(shù)比所決定．無(wú)論副線圈是否有負(fù)載，是單組還是多組，每組副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓都滿足＝…．（3）理想變壓器副線圈中的電流決定原線圈中的電流．原線圈中的電流隨副線圈中電流的增大而增大，當(dāng)有幾組副線圈時(shí)，原、副線圈中的電流關(guān)系為n1I1＝n2I2＋n3I3＋…，其中n2、n3…為工作的副線圈的匝數(shù)．說(shuō)明：（1）理想變壓器工作時(shí)，若增加負(fù)載，相當(dāng)于負(fù)載電阻減小，從而副線圈中的電流增大，此時(shí)原線圈中電流也增大；若減少負(fù)載，相當(dāng)于負(fù)載電阻增大，從而副線圈中的電流減小，此時(shí)原線圈中的電流減小；若副線圈空載時(shí)，副線圈中的電流為零，那么原線圈中的電流也為零．（2）原副線圈如果分別采用雙線繞制，使原副線圈都是由兩個(gè)線圈組合而成，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，要根據(jù)在線圈中形成的磁通量方向確定其等效匝數(shù)．（3）接在原、副線圈回路中的電表均視為理想電表，其內(nèi)阻的影響忽略不計(jì)．三、幾種常用的變壓器1．自耦變壓器（1）自耦變壓器的示意圖如圖17－4－2所示．圖17－4－2（2）特點(diǎn)：鐵芯上只繞有一個(gè)線圈．（3）用途：可升高電壓，也可降低電壓．如果把整個(gè)線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓（圖17－4－2甲）；如果把線圈的一部分作原線圈，整個(gè)線圈作副線圈，就可以升高電壓（圖17－4－2乙）．2．調(diào)壓變壓器（1）構(gòu)造：線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，如圖17－4－3所示．圖17－4－3（2）變壓方法：AB之間加上輸入電壓U1，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2．3．互感器（1）用途：把高電壓變成低電壓，或把大電流變成小電流．（2）分類(lèi)：①電壓互感器如圖17－4－4所示，用來(lái)把高電壓變成低電壓．它的原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表．根據(jù)電壓表測(cè)得的電壓U2和銘牌上注明的變壓比（U1/U2），可以算出高壓電路中的電壓．為了工作安全，電壓互感器的鐵殼和副線圈應(yīng)該接地．圖17－4－4圖17－4－5②電流互感器如圖17－4－5所示，用來(lái)把大電流變成小電流．它的原線圈串聯(lián)在被測(cè)電路中，副線圈上接入交流電流表．根據(jù)電流表測(cè)得的電流I2和銘牌上注明的變流比（I1/I2）可以算出被測(cè)電路中的電流．如果被測(cè)電路是高壓電路，為了工作安全，同樣要把電流互感器的外殼和副線圈接地．問(wèn)題全解問(wèn)題1：變壓比、變流比公式的適用范圍．理想變壓器各線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系式，不僅適用于原、副線圈只有一個(gè)的情況．而且適用于有多個(gè)副線圈的情況．這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐渴侨考性阼F芯內(nèi)的，因此穿過(guò)每組線圈的磁通量的變化率是相同的，因而每組線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和匝數(shù)成正比．在線圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，線圈兩端的電壓就等于線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，故每組線圈兩端電壓都與匝數(shù)成正比．可見(jiàn)公式是普遍適用的關(guān)系式，既適用于原、副線圈間電壓的計(jì)算．也適用于任意的兩個(gè)副線圈間電壓的計(jì)算，但理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)成反比的關(guān)系式只適用于原、副線圈各有一個(gè)的情況，一旦有兩個(gè)或多個(gè)副線圈時(shí)，該關(guān)系式便不適用．這種情況下，可應(yīng)用理想變壓器輸入功率和輸出功率相等的關(guān)系列出關(guān)系式U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn來(lái)確定電流間的關(guān)系．問(wèn)題2：變壓器能否改變直流電壓？變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變電壓的裝置．要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，必有磁通量發(fā)生變化．當(dāng)原線圈加上交流電時(shí)，原線圈產(chǎn)生的交變的磁通量通過(guò)副線圈時(shí)就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；若原線圈中通以恒定電流，則在鐵芯中產(chǎn)生恒定的磁通量，副線圈中雖有磁通量通過(guò)，但磁通量不變化，因此副線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)然就不能變壓了．但是，若在原線圈中通以方向不變而大小變化的脈沖電流，同樣也可以達(dá)到變壓的目的．汽車(chē)、摩托車(chē)就是內(nèi)設(shè)一個(gè)特殊開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生脈沖電流送入變壓器中，獲得高電壓來(lái)提供汽油機(jī)的點(diǎn)火電壓的．問(wèn)題3：變壓器與滑動(dòng)變阻器變壓的不同．變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，一般應(yīng)接交流，能使交流電壓升高或降低．滑動(dòng)變阻器工作原理是串聯(lián)電阻分壓，可接交流或直流，但只能使電壓降低．問(wèn)題4：原、副線圈用粗細(xì)不同導(dǎo)線繞制的原因．變壓器由兩個(gè)線圈組成：一個(gè)為原線圈，另一個(gè)為副線圈．這兩個(gè)線圈的電壓不同．作為高壓線圈的匝數(shù)多、通過(guò)的電流小，根據(jù)焦耳定律和節(jié)材原則，應(yīng)用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；作為低壓線圈的匝數(shù)少、通過(guò)的電流大，根據(jù)焦耳定律和節(jié)能原則，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制．因此，我們打開(kāi)變壓器時(shí)看到兩個(gè)線圈粗細(xì)不同，用粗導(dǎo)線繞制的線圈為低壓線圈，用細(xì)導(dǎo)線繞制的線圈為高壓線圈．問(wèn)題5：變壓器能否改變交流電的頻率？對(duì)變壓器，當(dāng)加在原線圈上的交變電壓發(fā)生一個(gè)周期變化時(shí)，原線圈中的交變電流就發(fā)生一個(gè)周期變化，鐵芯中產(chǎn)生的交變磁通量也發(fā)生一個(gè)周期變化，副線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)（電壓）也發(fā)生一個(gè)周期變化，因此，變壓器只能改變交流電的電壓及電流，不能改變交流電的頻率．問(wèn)題6：變壓器是否一定能改變交流電的電壓？變壓器要工作，必須穿過(guò)副線圈的磁通量發(fā)生變化．如果穿過(guò)副線圈的磁通量不變，則變壓器不能工作（變壓）．如圖17－4－6所示，原線圈導(dǎo)線采用“雙線繞法”．（1）若b、d相接，a、c作為電壓輸入端，兩線圈中形成的磁通量任何時(shí)刻方向相反，若彼此作用互相抵消，穿過(guò)的磁通量為零，沒(méi)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，此時(shí)，“交流不變壓”．（2）b、c相接，a、b作為輸入端，兩線圈中形成的磁通量方向相同，作用相互加強(qiáng)，此時(shí)兩線圈的效果相當(dāng)于一個(gè)匝數(shù)為兩線圈匝數(shù)之和的單個(gè)線圈，能變壓．（3）若a、c相接，b、d相接后分別接上交流電源，相當(dāng)于兩匝數(shù)相等（僅討論此情況）的線圈并聯(lián)，電壓跟匝數(shù)的關(guān)系與單個(gè)線圈相同（對(duì)副線圈同理可討論）．圖17－4－6綜上分析：變壓器不一定都能改變交流電的電壓．

【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】［例1］（1998年全國(guó)）一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1＝1100，接在電壓為220V的交流電源上，當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36V，60W”燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù)n2＝________，通過(guò)原線圈的電流I1＝________A．解題方法：公式法變壓器的規(guī)律用公式表示為:①變壓比公式:（對(duì)幾個(gè)副線圈的情況也成立）；②變流比公式:（只適用于原、副線圈各一個(gè)的情況）．對(duì)多個(gè)副線圈的情況，利用理想變壓器輸入功率和輸出功率相等的關(guān)系列關(guān)系式．解析:因?yàn)?1只并聯(lián)的“36V，60W”燈泡正常發(fā)光，所以副線圈輸出的電壓必為36V．由U1/U2＝n1/n2，得n2＝n1＝匝＝180匝．每只燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流由P2′＝I2′U2′得I2′＝P2′/U2′＝A＝A副線圈中的電流I2＝11×I2′＝A因I1/I2＝n2/n1，故I1＝A＝3A點(diǎn)評(píng)：解本題用到的知識(shí)，就是理想變壓器的電壓比和電流比這兩個(gè)基本公式．只要是處理變壓器的問(wèn)題一般都離不開(kāi)這兩個(gè)公式，除此之外，還常用“P入＝P出”這一關(guān)系．本題的原線圈電流也可用“P入＝P出”求解．本題的輸出功率P出＝11×60W＝660W，P入＝I1U1＝I1220，故I1＝A＝3A．［例2］如圖17－4－7所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2，電源電壓為220V，A是額定電流為I0＝1A的保險(xiǎn)絲，R為可調(diào)電阻，為不使原線圈中電流超過(guò)I1，R的阻值最低不小于多少歐?圖17－4－7解題方法：公式法．解析:由于保險(xiǎn)絲的額定電流為I0＝1A，所以原線圈中允許輸入的最大電流I1＝I0＝1A（有效值），則變壓器的最大輸入功率為P1＝U1I1＝220×1W＝220W由，得電阻R兩端電壓為U2＝×220V＝440V由于P入＝P出，則變壓器最大輸出功率P2＝P1＝220W由P2＝，知P2最大時(shí)，R最小，則R的最小值為R＝Ω＝880Ω點(diǎn)評(píng):保險(xiǎn)絲熔斷屬于電流的熱效應(yīng)，額定電流I0為有效值．【知識(shí)拓展】遷移［例3］（1997年全國(guó)）如圖17－4－8所示的甲、乙兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時(shí)，測(cè)得c、d間與g、h間的電壓均為110V．若分別在c、d兩端及g、h兩端加上110V的交流電壓，則a、b間及e、f間的電壓分別為圖17－4－8A．220V、220VB．220V、110VC．110V、110VD．220V、0V解析:當(dāng)a、b間接220V電壓時(shí)，c、d間電壓為110V，說(shuō)明c、d間線圈的匝數(shù)為原線圈匝數(shù)的一半；反過(guò)來(lái)當(dāng)c、d間接110V電壓時(shí)，a、b間電壓應(yīng)為220V．當(dāng)e、f間接220V電壓時(shí)，g、h間電壓為110V，說(shuō)明g、h間電阻為e、f間電阻的一半；當(dāng)g、h間接110V電壓時(shí)，e、g間沒(méi)有電流，e、g間電壓為零，所以e、f間電壓與g、h間電壓相等，均為110V．點(diǎn)評(píng):變壓器既可升壓，也可降壓，但滑動(dòng)變阻器變壓時(shí)，只能降壓，不能升壓．求解此題常見(jiàn)的錯(cuò)誤是不少人受變壓器變壓的影響，認(rèn)為g、h間接110V電壓時(shí)，e、f間電壓也為220V而錯(cuò)選A．這是沒(méi)有搞清楚變壓器變壓與變阻器分壓的區(qū)別所致．［例4］汽車(chē)等交通工具中用電火花點(diǎn)燃汽油混合氣，如圖17－4－9所示．已知汽車(chē)蓄電池電壓為12V，變壓器匝數(shù)之比為1∶100，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，火花塞上電壓為多少？當(dāng)開(kāi)關(guān)S從閉合到突然斷開(kāi)，可為火花塞提供瞬時(shí)高電壓，產(chǎn)生電火花．蓄電池提供的是直流電，為什么變壓器的副線圈也能得到高電壓呢？圖17－4－9解析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，變壓器的原線圈中是恒定電流，鐵芯中的磁通量不變，副線圈中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，火花塞上電壓為零．當(dāng)開(kāi)關(guān)從閉合到突然斷開(kāi)，鐵芯中磁通量突然變小，在副線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高電壓（脈沖高電壓可達(dá)104V左右），使火花塞產(chǎn)生電火花．點(diǎn)評(píng)：（1）解題中很容易出現(xiàn)套用電壓公式求出U2＝1200V的錯(cuò)誤結(jié)果．排除失誤方法：掌握變壓器的工作原理，副線圈中沒(méi)有磁通量變化，不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)突然打開(kāi)時(shí)，副線圈中磁通量突然變?yōu)榱?，Δ?Δt很大，可產(chǎn)生高電壓，與原線圈上電壓是交流還是直流無(wú)關(guān)．發(fā)散在變壓器問(wèn)題中，副線圈上一般都有負(fù)載接入，要注意負(fù)載變化對(duì)電路的影響．如果說(shuō)負(fù)載增大，要知道是指負(fù)載的電阻變大；如果說(shuō)負(fù)載增多，因各負(fù)載在副線圈上一般為并聯(lián)接入，并聯(lián)負(fù)載越多，總電阻越小，故提到負(fù)載增多時(shí)，要知道是副線圈上所接的總電阻變?。就竭_(dá)綱訓(xùn)練】1．在正常工作的理想變壓器的原副線圈中，數(shù)值上不一定相等的物理量為A．交流電的頻率B．端電壓的最大值C．電流的有效值D．電功率2．對(duì)于理想變壓器