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第2讲目标要求1.会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系,体会控制变量法,了解实验误差.2.知道变压器的工作原理,掌握变压器的特点,并能分析、解决实际问题.3.理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率.变压器 远距离输电实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
考点一 实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系考点二 理想变压器的原理及应用考点三 理想变压器的动态分析课时精练考点四 远距离输电 内容索引
考点一实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1.实验原理(1)实验电路图(如图所示):(2)实验方法采用控制变量法①n1、U1一定,研究n2和U2的关系.②n2、U1一定,研究n1和U2的关系.2.实验器材学生电源(低压交流电源,小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干.梳理必备知识
3.实验过程(1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变,改变副线圈的匝数n2,研究n2对副线圈电压U2的影响.①估计被测电压的大致范围,选择多用电表交流电压挡适当量程,若不知道被测电压的大致范围,则应选择交流电压挡的最大量程进行测量.②组装可拆变压器:把两个线圈穿在铁芯上,闭合铁芯,用交流电压挡测量输入、输出电压.(2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响.重复(1)中步骤.
4.数据处理由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系.5.注意事项(1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关,再进行操作.(2)为了人身安全,学生电源的电压不能超过12 V,通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱.(3)为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量.
例1 在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示.(1)本实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是 ;A.控制变量法B.等效替代法C.整体隔离法A本实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是控制变量法,故选A.
(2)为了减少涡流的影响,铁芯应该选择 ;A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯C.绝缘的硅钢片叠成 D.绝缘的铜片叠成C变压器铁芯的材料要选择磁性材料,为防止出现涡流,选择用绝缘的硅钢片叠成的铁芯,故C正确,A、B、D错误.
(3)以下给出的器材中,本实验需要用到的有哪些 ;BD实验中需要交流电源和交流电压表,不需要干电池和直流电压表,故选B、D.
(4)下列做法正确的是 ;A.为了人身安全,只能使用低压直流电源,所用电压不要超过12 VB.为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测C.观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数多D.变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈B
变压器改变的是交流电压,因此为了人身安全,只能使用低压交流电源,所用电压不能超过12 V,若用直流电源,变压器不能工作,故A错误;使用多用电表测电压时,先用最大量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故B正确;
变压器的工作原理是电磁感应现象,若不计各种损耗,在原线圈上将电能转化成磁场能,在副线圈上将磁场能转化成电能,铁芯起到“传递”磁场能的作用,不是铁芯导电,传输电能,故D错误.
(5)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上,用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0 V,则原线圈的输入电压可能为 .(填选项前字母)A.1.5 V B.3.0 VC.6.0 V D.7.0 VD
若变压器的原线圈接“0”和“800”两个接线柱,副线圈接“0”和“400”两个接线柱,可知原、副线圈的匝数比为2∶1,副线圈的电压为3 V,则原线圈的电压为U1=2×3 V=6 V,考虑到不是理想变压器,有漏磁等现象,则原线圈所接的电源电压大于6 V,可能为7 V,故D正确.
考点二理想变压器的原理及应用
1.构造和原理(1)构造:如图所示,变压器是由 和绕在铁芯上的 组成的.(2)原理:电磁感应的互感现象.梳理必备知识闭合铁芯两个线圈
2.基本关系式(1)功率关系: .(2)电压关系:= .(3)电流关系:只有一个副线圈时(4)频率关系: .P入=P出f出=f入
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