课时2 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 [学习目标] 学会探究在变压器输入电压一定时，副线圈上的电压与线圈匝数之间的关系． 一、实验思路 交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出 电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电 压与匝数的关系． 二、实验器材 多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干(如图1 线若干(如图1 所示) 图1 三、物理量的测量 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．实物接线如图2 所示． 图2 表格一 U1＝5 V，n1＝400 匝 实验次数 1 2 3 n2/匝 U2/V (1)选择n1＝400 匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上． (2)将选择开关调至使原线圈两端电压为5 (6)保持n1＝400 匝，U1＝5 V 不变．将多用电表与副线圈n2＝1 400 匝的接线柱相连接，如图 丁所示，重复上述实验，将结果记录到表格一中． 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n1对副线圈电压 U2的影响． 表格二 U1＝5 V，n2＝400 匝 实验次数 1 2 3 n1/匝 U2/V (1)将1 中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈．

变压器原、副线圈两端的功率也始终相等，但电路输入的电功率P 也不等于原线圈两端的功率P1，而是P＝P1＋P 负载． 2.等效负载电阻法 变压器等效负载电阻公式的推导： 设理想变压器原副线圈的匝数之比为n1：n2，原线圈输入电压为U1，副线圈负载电阻为 R，如图1（1）所示，在变压器正常工作时，求a、b 间的等效电阻。 先画出等效电路图如图1（2）所示，设变压器等效负载电阻为R' 在（1）中由变压器的分压规律： 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出 电压的有效值恒定。当开关S 断开时，电流表的示数为I；当S 闭合时，电 流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】B 【解析】解法一：能量守恒法： 设原副线圈匝数比为k S 断开P1=IU=I 2 R1+(kI )2( R2+R3)① S 闭合 P2=4 IU=(4 I )2 R1+(4 kI )2 )2 R2② ①②得P2=4 P1即：4×（3 I2+5k2I2）=48 I2+16k2I2化简得k=3 解法二：电流、电压关系法 设原副线圈匝数比为k S 断开时 U 1 U 2 = I 2 I 1 =k 由图可知 U 2=I2( R2+R3)=kI ( R2+R3)=5kI 即U 1=5k2 I 则U=U 1+IR1=5k2 I +3 I ① S 闭合 U 1

变压器原、副线圈两端的功率也始终相等，但电路输入的电功率P 也不等于原线圈两端的功率P1，而是P＝P1＋P 负载． 2.等效负载电阻法 变压器等效负载电阻公式的推导： 设理想变压器原副线圈的匝数之比为n1：n2，原线圈输入电压为U1，副线圈负载电阻为 R，如图1（1）所示，在变压器正常工作时，求a、b 间的等效电阻。 先画出等效电路图如图1（2）所示，设变压器等效负载电阻为R' 在（1）中由变压器的分压规律： 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出 电压的有效值恒定。当开关S 断开时，电流表的示数为I；当S 闭合时，电 流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】B 【解析】解法一：能量守恒法： 设原副线圈匝数比为k S 断开P1=IU=I 2 R1+(kI )2( R2+R3)① S 闭合 P2=4 IU=(4 I )2 R1+(4 kI )2 )2 R2② ①②得P2=4 P1即：4×（3 I2+5k2I2）=48 I2+16k2I2化简得k=3 解法二：电流、电压关系法 设原副线圈匝数比为k S 断开时 U 1 U 2 = I 2 I 1 =k 由图可知 U 2=I2( R2+R3)=kI ( R2+R3)=5kI 即U 1=5k2 I 则U=U 1+IR1=5k2 I +3 I ① S 闭合 U 1

减小通过线圈的电流 B. 减少线圈的匝数 C. 插入铁芯 D. 改变电流方向 2. 下列材料中，最适合用作电磁铁铁芯的是： A. 铜棒 B. 铝棒 C. 钢棒 D. 橡胶棒 3. 下图所示的两个电磁铁（其他条件相同，但线圈匝数不同），通电 后磁性更强的是： [图示：电磁铁A 线圈匝数少，电磁铁B 线圈匝数多] A. 电磁铁A 无法判断 4. 保持线圈匝数和铁芯不变，只增大通过电磁铁的电流，电磁铁的磁 性将： A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 无法确定 5. 电磁铁断电后，其磁性通常会： A. 立即消失 B. 逐渐增强 C. 保持一段时间 D. 永远存在 6. 要改变电磁铁磁极的方向，最有效的方法是： A. 增加线圈匝数 B. 增大电流强度 下列装置中，没有应用电磁铁原理的是： A. 电铃 B. 电动机 C. 指南针 D. 电磁起重机 8. 在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验中，需要保持相同的 条件是： A. 线圈匝数和电流大小 B. 电流大小和铁芯 C. 线圈匝数和铁芯 D. 铁芯和电流方向 9. 使用电池给电磁铁供电时，若电池电量耗尽，电磁铁的磁性会： A. 增强 B.

3 变压器 课时1 变压器 [学习目标] 1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想 变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导 出原、副线圈的电流关系． 一、变压器的原理 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈， 与负载连接的线圈叫作副线圈． 2．原理：互感现象是变压 2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中 激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势． 二、电压与匝数的关系 1．理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型． 2．电压与匝数的关系 理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即＝. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高 的变压器叫作升压变压器． 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产 生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量． 1．判断下列说法的正误． (1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．( √ ) (2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高．( × ) (3)变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压．( × ) (4)理想变压器不仅能改变交变电流的

203 电磁铁 电磁继电器（考点解读）（解析版） 1、探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验 （1）电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。 当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强；当线圈匝数一定时，通过电磁铁 的 电流越大，磁性越强。 （2）实验中用到的方法：①转换法：电磁铁的磁性无法直接观察，通过它吸引大头针的 多 少来判断，这里用到的是转换法；②控制变量法：电磁铁的磁性和多个因素有关，在探究 铁的磁性和多个因素有关，在探究 中 要采用控制变量法。 2、影响电磁铁磁性强弱的因素：电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关；与有无铁芯有关；与 线圈中电流大小有关。 3、电磁继电器的组成、原理和特点 （1）电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成；其工 作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成；低压控制电路是由电磁铁、低压电源 和开关组成；工作电路由机器（电 ．要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑片向右滑动 B．图中实验现象表明，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 ．图中两电磁铁的线圈串联，是为了探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．若将两电磁铁上部靠近它们会相互排斥 【答】B 【分析】（1）（2）电磁铁磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯； 在铁芯和电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；在线圈和铁芯一定时，电 流越大，电磁铁的磁性越强。

3. 想要增强电磁铁的磁性，可以（）。 A. 减少线圈匝数B. 使用更粗的铁钉C. 增加电池数量D. 缩短导 线长度 4. 断开电源后，电磁铁的磁性会（）。 A. 增强B. 不变C. 消失D. 减弱 5. 线圈缠绕的匝数越多，电磁铁的磁性（）。 A. 越弱B. 不变C. 下列材料中，适合做电磁铁铁芯的是（）。 A. 塑料棒B. 木棍C. 铁钉D. 橡皮 9. 电磁铁磁性强弱与（）无关。 A. 线圈匝数B. 电流大小C. 铁芯材料D. 导线颜色 10. 用一节电池和两节电池分别给同一电磁铁供电，磁性更强的是 （）。 A. 一节电池B. 两节电池C 电磁铁由哪些部分组成？（） A. 电池B. 铁芯C. 线圈D. 开关 2. 下列哪些方法可以增强电磁铁磁性？（） A. 增加线圈匝数B. 减小电流C. 使用铁芯D. 增大电压 3. 电磁铁在生活中的应用有（）。 A. 电动机B. 磁悬浮列车C. 电饭煲D. 电磁起重机

错误；由ω＝2πf＝100π rad/s 得f＝50 Hz，B 错误；电动势有效值 是E＝＝25 V，C 错误；T＝＝0.02 s，D 正确． 2. (2019·赣州市瑞金三中高二下期中)矩形线圈匝数为50 匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的 轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ 随时间t 的变化规律如图1 所示，则( ) 图1 A．感应电动势的最大值约为157 V B．在t＝0.1 s 和t＝0 s，则交流电的频率 为25 Hz，故D 错误． 4.(2017·北京卷)如图3 所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin 100πt(V)的交流电源上，副 线圈接有R＝55 Ω 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电 表．下列说法正确的是( ) 图3 A．原线圈的输入功率为220 W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110 V D．副线圈输出交流电的周期为50 损＝I2R 知，输电线上损耗的电功率减小为原来的，则输电线上损耗的功率为2.0 kW，故C 正确，A、B、D 错误． 6.(2019·扬州市邗江中学高二下期中)如图4 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1， R0为定值电阻，R 是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin 100πt (V)，设理想交流 电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2示数分别是I1、I2

空气流动的作用 2. 制作电磁铁必须用到以下哪种材料？（） A. 塑料棒B. 铜丝C. 铁钉 3. 想要增强电磁铁的磁性，可以（）。 A. 减少线圈匝数B. 增加电池节数C. 使用更细的导线 4. 下图实验中，电磁铁吸起回形针数量最多的是（）。 A. 1 节电池+10 匝线圈B. 1 节电池+30 匝线圈C. A. 铁钥匙B. 铝箔纸C. 钢尺 8. 实验中需要快速切断电流，应（）。 A. 直接扯断导线B. 断开开关C. 移除电池 9. 线圈匝数相同，两节电池的电磁铁比一节电池的（）。 A. 磁性更弱B. 磁性更强C. 磁性不变 10. 电磁铁与磁铁的共同点是（）。 A. 都有南北极B 电池数量B. 线圈颜色C. 线圈匝数D. 铁芯粗细 12. 关于电磁铁磁极，正确的说法是（）。 A. 可通过电流方向改变B. 与线圈缠绕方向无关 C. 总是一端为N 极一端为S 极D. 断开电源后磁极仍存在 13. 下列哪些方法能减弱电磁铁磁性？（） A. 减少线圈匝数B. 增加电池数量C. 使用塑料芯D

（1）通电有磁性，断电无磁性。 （2）与电流大小有关： 在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。 （3）与线圈匝数有关： 在电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 （4）插入铁芯，磁性增强。 4 优点： （1）磁性有无由通断电路来控制。 （2）磁极由电流方向来控制。 （3）磁性强弱由电流大小、线圈匝数来控制。 5 应用：电磁继电器、电话、电铃等 二、电磁继电器 1 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似 B 改变通电螺线管中电流方向，小磁针极指向不变 匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强 D 电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变 7、第一次揭示电与磁之间联系的科学家是( ) 法拉第 B 焦耳 奥斯特 D 安培 8、某同学为增强通电螺线管的磁性，下列做法错误的是( ) 增加通电螺线管的匝数 B 在通电螺线管中插入铁芯 增大通电螺线管中的电流 解析：由图可知，电流从螺线管的右端流入，用右手握住螺线管，四指弯曲与螺线管中的电流方向相同， 则大拇指指向左端，所以左端是极，右侧为S 极。滑动变阻器的滑片P 向左移动时，连入电路的电阻变小， 电流变大，在螺线管的匝数一定时，电流变大，电磁铁的磁性变强。 3、答：化学；并联；磁 解析：手机充电是，消耗电能，通过化学反应，将电能转化为化学能储存在电池内。 家中正在充电的手机与正在烧水的电水壶的工作状态互不影响，所以它们是并联的。