變壓器課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性(1)2

第三節(jié)交壓器第三章

交變電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1新課講解3新課導(dǎo)入2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器2.理解變壓器的工作原理及理想變壓器的特點(diǎn)3.掌握理想變壓器原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，并能應(yīng)用它分析解決基本問題新課導(dǎo)入

兩個(gè)線圈并沒有連接，小燈泡為什么會(huì)發(fā)光呢？小燈泡兩端的電壓與電源電壓又有什么關(guān)系呢？新課導(dǎo)入

各種家用電器所需的電源電壓各不相同，如何解決呢？工作電壓5V工作電壓12V工作電壓220V第一節(jié)交變器的原理交變器的構(gòu)造甲圖是可拆變壓器零部件，乙圖是組裝后的變壓器發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯由極薄且彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，為什么？防止渦流的產(chǎn)生，以免造成電能的損失新課講解

1.變壓器的構(gòu)造：交壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。一個(gè)線圈與交流電源連接，叫作原線圈，也叫初級線圈；另一個(gè)線圈與負(fù)載連接，叫作副線圈，也叫次級線圈。原線圈副線圈如圖所示，當(dāng)原線圈接入交流電源，在副線圈中能否產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢？思考原線圈交變電壓變化的磁場副線圈交變電流感應(yīng)電動(dòng)勢那么感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與副線圈的匝數(shù)有無關(guān)系？思考當(dāng)副線圈的匝數(shù)改變，每一匝產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢不變，由于副線圈匝數(shù)的改變，副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就會(huì)發(fā)生改變，達(dá)到改變電壓的目的。變壓器工作時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)能量的傳遞？變壓器不產(chǎn)生電能，它只是利用閉合鐵芯通過交變磁場將電能從原線圈轉(zhuǎn)移到副線圈，實(shí)現(xiàn)電能—磁場能—電能的轉(zhuǎn)化變壓器的原理

（1）在變壓器原、副線圈中由于交變電流而發(fā)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象是互感現(xiàn)象（2）互感現(xiàn)象是變壓器工作原理的基礎(chǔ)。變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能向磁場能再到電能的轉(zhuǎn)化（3）變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，因此只能工作在交流電路中。如果變壓器接入直流電路，原線圈中的電流不變，在鐵芯中不會(huì)引起磁通量的變化，沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，變壓器起不到變壓作用第二節(jié)電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究：電壓與匝數(shù)的關(guān)系提出問題：變壓器原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)有什么關(guān)系？①如上圖所示，連接實(shí)驗(yàn)器材②保持原線圈的匝數(shù)不變，增加或減少副線圈的匝數(shù)，測量副線圈兩端的電壓③保持副線圈的匝數(shù)不變，增加或減少原線圈的匝數(shù)，測量副線圈兩端的電壓為了人身安全，使用低壓交流電源，所用電壓不超過12V實(shí)驗(yàn)探究：電壓與匝數(shù)的關(guān)系設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)原線圈匝數(shù)n1副線圈匝數(shù)n2原線圈兩端的電壓U1/V副線圈兩端的電壓U2/V1001060.61109.81002061.2254.92002060.62109.7實(shí)驗(yàn)探究：電壓與匝數(shù)的關(guān)系根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)

總是小于

，這是為什么？變壓器鐵芯及線圈有電流通過時(shí)會(huì)發(fā)熱，電流的磁場也并非全部局限于鐵芯內(nèi)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即第三節(jié)理想變壓器新課講解

1.理想變壓器的特點(diǎn)：（1）無漏磁現(xiàn)象；（2）線圈電阻不計(jì)；（3）鐵芯不發(fā)熱2.理想變壓器的原線圈功率和副線圈功率的關(guān)系：理想變壓器原、副線圈中的電流與匝數(shù)成反比變壓器的應(yīng)用變電站的大型變壓器可拆卸變壓器各式變壓器街道的變壓器新課講解

3.常見的變壓器：（1）自耦變壓器——調(diào)壓變壓器（2）互感器：①電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓②電流互感器：用來把大電流變成小電流經(jīng)典例題1.一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220V交變電壓變?yōu)?2V，已知變壓器原線圈匝數(shù)為1000，則副線圈匝數(shù)為()CA.25 B.50 C.100 D.500答案：C解析：根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系則

匝C正確ABD錯(cuò)誤。2.關(guān)于理想變壓器下列說法正確的是()A.原線圈磁通量大于副線圈磁通量B.原線圈電流的頻率大于副線圈電流的頻率C.對同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，電壓和匝數(shù)成正比D.變壓器的輸入功率大于輸出功率C答案：C解析：A.理想變壓器中，原線圈磁通量等于副線圈磁通量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.變壓器不改變交流電的頻率，則原線圈電流的頻率等于副線圈電流的頻率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.對同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，電壓和匝數(shù)成正比，選項(xiàng)C正確；D.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。3.如圖所示，燈泡

接在變壓器初級電路中，燈泡

接在變壓器次級電路中。變壓器為理想變壓器，交變電流電源電壓為

，都是額定電壓為

的同種型號(hào)燈泡，若三個(gè)燈泡都能正常發(fā)光，則()AA.

B.C.

D.答案：A解析：設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)電流為

，所以原線圈電流

，副線圈兩燈泡并聯(lián)，則

，根據(jù)電流關(guān)系：

，根據(jù)電壓關(guān)系：

，解得：

。1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為

，電阻

，電流表示數(shù)為

，各電表均為理想電表，則下列說法正確的是(

)A當(dāng)堂檢測A.電壓表的示數(shù)為 B.流經(jīng)電阻R的電流大小為C.電阻R消耗的電功率是400W D.該變壓器為升壓變壓器答案：A解析：AB.根據(jù)

可知，輸出電流電壓表示數(shù)

，故A正確，B錯(cuò)誤；C.電阻R

消耗的功率

，故C錯(cuò)誤；D.由于輸入端匝數(shù)大于輸出端的匝數(shù)，故該變壓器為降壓變壓器，故D錯(cuò)誤。故選A。2.如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)接有不同電阻的副線圈甲和乙，其匝數(shù)分別為

和

。若接在甲和乙兩線圈上的電阻消耗的功率相同，則乙所接電阻的阻值是甲所接電阻阻值的(

)A. B. C. D.C答案：C解析：理想變壓器通過每匝線圈的磁通量變化率相同，設(shè)甲線圈兩端的電壓為

，乙線圈兩端的電壓為

，兩電阻消耗的功率相同，根據(jù)

可知乙所接電阻的阻值是甲所接電阻阻值的

倍，D正確。3.2023年8月18日，世界首條35千伏公里級超導(dǎo)輸電示范工程首次實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，刷新了我國商用超導(dǎo)輸電工程最大實(shí)際運(yùn)行容量的紀(jì)錄。如圖是某輸電線路的簡化圖，兩理想變壓器的匝數(shù)比分別為，間接入電壓有效值恒為U

的正弦交流電源。三個(gè)電阻的阻值相等。則電阻c

兩端的電壓為(

)A.

B.

C.

D.C答案：C解析：設(shè)

三個(gè)電阻的阻值均為

R

，通過變壓器線圈1、2、3、4的電流分別為

，兩端的電壓分別為

，有

，理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)比，有

，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，有

，同理有