高中物理课件第4章第2节变压器.ppt

第4章,新知预习巧设计,名师课堂一点通,要点一,要点二,第2节,创新演练大冲关,随堂检测归纳小结,课下作业综合提升,要点三,1.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通过实验探究得出理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系。3明确理想变压器的输入与输出功率之间的关系，并由此推导原、副线圈中的电流关系。,读教材填要点一、变压器的结构1结构组成由两个(或两个以上)线圈和铁芯组成。2结构特点原线圈与相连，副线圈与相连，铁芯由涂有绝缘漆的而成。,交流电源,负载,硅钢片叠合,二、变压器工作原理及变压规律1互感交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生的现象。2工作原理电磁感应是变压器的工作原理，即是变压器工作的基础。,互相感应,互感现象,3理想变压器电压(电流)与匝数的关系,无漏磁,无电阻,U2U1,只有一个,试身手夯基础1变压器是由_和绕在铁芯上的两个_组成的，一个线圈与交流电源连接，叫做_，也叫_；另一个线圈与负载连接，叫做_，也叫_。答案：闭合铁芯线圈原线圈初级线圈副线圈次级线圈,2_是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发_，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断_。变化的磁场在副线圈中产生_，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈中也能够输出_。当输入电压一定时，原线圈、副线圈取不同匝数，副线圈输出的_不同。答案：互感现象磁场变化感应电动势电流电压,3如图421所示，加在理想变压器原线圈上的交变电压为3300V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数为2V，则原、副线圈的匝数比为_。,图421,答案：16501,1工作原理(1)原理：由于原、副线圈的互感现象，穿过理想变压器原、副线圈的磁通量始终相同，因而这两个线圈中每匝有相同的磁通量的变化率，即在原、副线圈上每匝产生的感应电动势相等。,2理想变压器理想变压器是实际变压器的近似。理想变压器有三个特点：(1)铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量都一样，每匝线圈中所产生感应电动势相等。(2)线圈绕组的电阻不计，无能损现象。(3)铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象。,1如图422所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(),图422,AU110V，I0.2ABU110V，I0.05ACU110V，I0.2ADU110V，I0.2A思路点拔解答本题需掌握以下两点：(1)电流表、电压表的读数是指交变电流的有效值；(2)变压器中原、副线圈的电压、电流分别与匝数的关系。,解析交流电压表、电流表测得的是交变电流的有效值，由灯泡正常发光可知，变压器的输出电压为220V，而变压器的输入与输出电压之比等于原、副线圈的匝数比，故变压器的输入电压为110V，电压表的示数为110V。又因为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器的输入电流为0.2A。故选项A正确。答案A,(3)理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流。原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大。(4)变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律(电压、电流、功率关系)；二是要遵循欧姆定律。首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判定，具体问题具体分析。,名师点睛变压器原、副线圈功率制约关系、电流制约关系实质上体现了能量守恒特点，(不计变压器能量损失)消耗了多少能量，必定提供了多少能量，反过来提供了不消耗，提供的多消耗的少，显然是不符合能量守恒定律的。,2如图423所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是()A保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大,图423,B保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大,思路点拨此类问题首先要根据题意分清变量和不变量，其次要明确变量之间的相互制约的关系电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。思路流程图如下：,答案C,对理想变压器进行动态分析的两种情况：(1)分析电压，原线圈副线圈；(2)分析电流功率，副线圈原线圈。,3如图425所示，理想变压器原线圈接到220V的交流电源上，副线圈的匝数为30，与一标有“12V12W”的灯泡连接，灯泡正常发光。副线圈的输出电压为110V，电流为0.4A。求：,(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数以及通过原线圈的电流。审题指导解此题明确两点：(1)多个副线圈同时存在时，电压比仍满足等于匝数比。(2)电流比不再满足与匝数成反比，但原、副线圈功率相等。,答案(1)275匝(2)550匝0.25A,对于有多组副线圈的变压器，不论副线圈是否闭合，每一副线圈的电压分别与其匝数成正比的关系不变；而当副线圈中有不闭合的情况时，则此线圈中没有电流通过，不消耗电能或功率。则有电流的其他副线圈的功率之和等于原线圈的功率。,1(对应要点一)如图426所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12mA，那么安培表A2的读数为(),图426,A0B3mAC48mAD与R大小有关解析：导线AB切割磁感线产生的感应电动势为E感Blv。由于B、l、v三个量均不变，故感应电动势为一定值，原线圈中电流恒为12mA，变压器原、副线圈中无法发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故安培表A2的读数为0。答案：A,2(对应要点二)对于理想变压器，下列说法错误的是()A原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大C原线圈的电压，不随副线圈的输出电流的变化而变化D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零,解析：理想变压器的输入电压不受输出电压、输出电流的限制，输入电流和输入功率随输出电流和输出功率的增大而增大，当输出电流为零时，输入电流也为零，但输入电压不为零。故本题应选D。答案：D,3(对应要点三)如图427所示，理想变压器输入的交变电压U一定，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，当把一电阻先后接在a、b间和c、d间时，电流表的示数分别为I和I，则II为(),图427,答案：A,(3)如果变压器输出端有两个或两个以上的线圈，任何两个线圈的电压仍与匝数成正比，但电流与匝数不再成反比，确定电流关系唯一的方法就是应用能量观点，理想变压器中没有能量损失，即输入功率等于输出功率，可得：I1n1I2n2I3n3。,点击下图进入“课下作业综合提升”,