高中物理课件第4章第2节变压器.ppt
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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”,- 配套讲稿:
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- 高中物理 课件 变压器
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