高中物理(新教材)選修二課件2：3-3變壓器 人教版

3.2變壓器學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解變壓器的構(gòu)造及工作原理；2.掌握理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系并能用它解決相關(guān)問題；3.掌握理想變壓器的功率關(guān)系，并導(dǎo)出原、副線圈中的電流關(guān)系及應(yīng)用。新課導(dǎo)入生活用電電壓為220V，而我們的手機(jī)電池都是5V的，充電器是如何實(shí)現(xiàn)電壓的變化的呢?提示：變壓器特高壓變壓器各式各樣的變壓器桿上變壓器電子變壓器變電站變壓器可拆式變壓器一、變壓器的原理1．變壓器構(gòu)造變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的（如圖所示）。一個(gè)線圈跟電源連接，叫原線圈（也叫初級(jí)線圈）；另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接，叫副線圈（也叫次級(jí)線圈）。兩個(gè)線圈都是用絕緣導(dǎo)線繞制成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。鐵芯原線圈副線圈2.變壓器示意圖及電路中的符號(hào)思考：變壓器原副線圈不相通，那么給原線圈接交變電源，副線圈鏈接一個(gè)小燈泡，通電后，小燈泡會(huì)發(fā)光嗎，為什么？～U1U2提示：當(dāng)左邊線圈接上交流電源時(shí)，左邊線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，在右邊線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，右邊線圈作為電源給小燈泡供電，小燈泡就會(huì)發(fā)光。3.變壓器工作原理互感現(xiàn)象是變壓器的工作基礎(chǔ)。原線圈中電流的大小、方向不斷變化，在鐵芯中激發(fā)的磁場(chǎng)也不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。原線圈接交流電原線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生改變?cè)阼F芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)副線圈的磁通量發(fā)生改變副線圈有感應(yīng)電流變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化

(U1、I1)(變化的磁場(chǎng))(U2、I2)說明：(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率；(2)變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用；(3)變壓器的兩個(gè)線圈之間通過磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，兩個(gè)線圈間是絕緣的。變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化

(U1、I1)(變化的磁場(chǎng))(U2、I2)說明：(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率；(2)變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用；(3)變壓器的兩個(gè)線圈之間通過磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，兩個(gè)線圈間是絕緣的。I1I2n1n2U1U21.原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：由于電流通過變壓器線圈時(shí)發(fā)熱，鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下發(fā)熱以及交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)不可能完全局限在鐵芯內(nèi)，所以變壓器在工作時(shí)具有能量損耗。若不考慮這些損耗，則理想變壓器二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系

當(dāng)n2>n1時(shí)，U2>U1，這種變壓器稱為升壓變壓器；當(dāng)n2<n1時(shí)，U2<U1，這種變壓器稱為降壓變壓器。①理想變壓器功率與匝數(shù)關(guān)系由于理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損和漏磁，所以輸入功率P1等于輸出功率P2，即P1=P2②理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系1.一理想變壓器原線圈接交流電源，副線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍（）A．次級(jí)線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍B．初級(jí)線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍C．負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍D．副線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉淼?倍D鞏固練習(xí)2.如圖所示為一種變壓器的銘牌圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(

)A．這是一個(gè)升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小B2.如圖所示為一種變壓器的銘牌圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(

)A．這是一個(gè)升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小B3.如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光．要使燈泡變亮，可以采取的方法有(

)A．向下滑動(dòng)P

B．增大交流電源的電壓C．增大交流電源的頻率

D．減小電容器C的電容BC4.如圖所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80×104V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光。為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12mA時(shí)，熔絲就熔斷。(1)熔絲的熔斷電流是多大？(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？

答案：(1)0.98A

(2)180W備用工具&資料4.如圖所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80×104V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光。為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12mA時(shí)，熔絲就熔斷。(1)熔絲的熔斷電流是多大？(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？2.如圖所示為一種變壓器的銘牌圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(

)A．這是一個(gè)升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小B新課導(dǎo)入生活用電電壓為220V，而我們的手機(jī)電池都是5V的，充電器是如何實(shí)現(xiàn)電壓的變化的呢?提示：變壓器2.變壓器示意圖及電路中的符號(hào)思考：變壓器原副線圈不相通，那么給原線圈接交變電源，副線圈鏈接一個(gè)小燈泡，通電后，小燈泡會(huì)發(fā)光嗎，為什么？～U1U2提示：當(dāng)左邊線圈接上交流電源時(shí)，左邊線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，在右邊線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，右邊線圈作為電源給小燈泡供電，小燈泡就會(huì)發(fā)光。變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化