3.3 變壓器 第1課時(shí)　探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系 課件高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

新課導(dǎo)入問題；生產(chǎn)生活中有各種變壓器，有的把低壓升為高壓，有的把高壓降為低壓。變壓器是如何改變電壓的呢?第3節(jié)變壓器第1課時(shí)探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系新課導(dǎo)入高壓輸電：U>100

KV家庭用電：U

=

220

V手機(jī)充電：U=

5

V改變交流電壓的裝置——變壓器生活中常見的變壓器學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一變壓器的原理[實(shí)驗(yàn)探究][模型建構(gòu)]如圖所示,觀察可拆變壓器,說說變壓器由哪些部件構(gòu)成.

學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一變壓器的原理副線圈原線圈U2

Rn1n2示意圖可拆式變壓器閉合鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成（由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成）原線圈n1

(初級(jí)線圈)：接交流電源副線圈n2(次級(jí)線圈)：接用電器（負(fù)載）變壓器U1鐵芯n1n2n1n2無鐵芯有鐵芯電路符號(hào)U1：輸入電壓U2：輸出電壓原線圈接交流電原線圈中的磁場發(fā)生改變在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢副線圈的磁通量發(fā)生改變副線圈有感應(yīng)電流互感現(xiàn)象U2U1×～1.給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是如何產(chǎn)生的？學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一變壓器的原理[模型建構(gòu)]

學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一變壓器的原理U2

RB感變化B原

變化I鐵芯作用：磁感線經(jīng)過鐵芯構(gòu)成磁回路,使整個(gè)磁路的磁場強(qiáng)度達(dá)到最大。（由于磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，大大提高了變壓器的效率）U1n1n22.若給原線圈接直流電，副線圈還能否產(chǎn)生電壓？3.一定要有鐵芯，副線圈才能產(chǎn)生電動(dòng)勢？鐵芯起著怎樣的作用？[模型建構(gòu)]

例1(多選)[2023·舟山中學(xué)月考]如圖所示,變壓器的原線圈兩端連接導(dǎo)軌,副線圈和電阻R相連構(gòu)成閉合回路,導(dǎo)體棒在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌向右勻速切割磁感線.下列說法正確的是(

)A.電壓表V1的示數(shù)不為零B.電壓表V1的示數(shù)為零C.電壓表V2的示數(shù)不為零D.電壓表V2的示數(shù)為零學(xué)習(xí)任務(wù)一AD[解析]

當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí),導(dǎo)體棒中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢,所以電壓表V1的示數(shù)不為零,A正確,B錯(cuò)誤;由于導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定,變壓器原線圈中的電流恒定,使得穿過變壓器副線圈的磁通量不變,副線圈所在回路沒有感應(yīng)電動(dòng)勢,所以電壓表V2的示數(shù)為零,C錯(cuò)誤,D正確.

學(xué)習(xí)任務(wù)一1.理想變壓器的特點(diǎn)(1)沒有“銅損”(線圈電阻為零,不發(fā)熱)(2)沒有“鐵損”(鐵芯中無渦流,不發(fā)熱)(3)沒有“漏磁”(磁通量全部集中在鐵芯中)學(xué)習(xí)任務(wù)一2.變壓器的工作原理學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)二實(shí)驗(yàn):探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)二當(dāng)輸入電壓不變，原線圈的匝數(shù)不變。U1與n1一定，U2與n2成正比[實(shí)驗(yàn)探究]

學(xué)習(xí)任務(wù)二實(shí)驗(yàn):探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)二輸入電壓不變，副線圈的匝數(shù)不變。[實(shí)驗(yàn)探究]

U2與n2成正比U1與n1一定，U2與n1成反比U1與n2一定，學(xué)習(xí)任務(wù)二實(shí)驗(yàn):探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)二實(shí)驗(yàn)結(jié)論[實(shí)驗(yàn)探究]

～～例2

[2023·余杭高級(jí)中學(xué)月考]在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:(1)為了確保實(shí)驗(yàn)的安全,下列做法正確的是

(填選項(xiàng)前的字母).

A.為了人身安全,只能使用低壓直流電源,所用電壓不要超過12VB.連接好電路后,可不經(jīng)檢查電路連接是否正確,直接接通電源C.因?yàn)槭褂秒妷狠^低,所以通電時(shí)可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱D.為了多用電表的安全,使用交流電壓擋測電壓時(shí),先用最大量程擋試測學(xué)習(xí)任務(wù)二D[解析]

為了人身安全,原線圈兩端只能使用低壓交流電源,所用電壓不超過12V,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)通電前必須先檢查電路連接是否正確,B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)通電時(shí)用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等,會(huì)將人體并聯(lián)進(jìn)電路中,導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,同時(shí)存在安全隱患,故C錯(cuò)誤;使用多用電表測電壓時(shí),先用最高量程擋試測,再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量,故D正確.學(xué)習(xí)任務(wù)二例2

[2023·余杭高級(jí)中學(xué)月考]在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:(2)某實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如下表:通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_____________________________________________________.

學(xué)習(xí)任務(wù)二

在誤差允許范圍內(nèi),變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比原線圈匝數(shù)n1(匝)100200400400副線圈匝數(shù)n2(匝)400400200800原線圈兩端的電壓U1(V)1.964.908.004.86副線圈兩端的電壓U2(V)7.809.763.909.64[解析]

通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是,在誤差允許范圍內(nèi),變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比.

學(xué)習(xí)任務(wù)二原線圈匝數(shù)n1(匝)100200400400副線圈匝數(shù)n2(匝)400400200800原線圈兩端的電壓U1(V)1.964.908.004.86副線圈兩端的電壓U2(V)7.809.763.909.64例2

[2023·余杭高級(jí)中學(xué)月考]在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:(3)一次實(shí)驗(yàn)中,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為400匝和200匝,測得的電壓分別為8.00V和3.90V,據(jù)此可知電壓比與匝數(shù)比并不相等,主要原因是_____________________________.(至少寫出兩個(gè)原因)

學(xué)習(xí)任務(wù)二

有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等[解析]電壓比與匝數(shù)比并不相等,主要原因是變壓器不是理想的,故有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等影響副線圈兩端電壓.

【注意事項(xiàng)】1.連接好電路后,同組同學(xué)分別獨(dú)立檢查,然后由老師確認(rèn),電路連接無誤后,才能接通電源.2.注意人身安全.只能用低壓交流電源,電源電壓不能超過12V.3.使用多用電表交流電壓擋測電壓時(shí),先用最大量程擋試測,然后再用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量.學(xué)習(xí)任務(wù)二【誤差分析】1.實(shí)驗(yàn)所用的可拆變壓器存在各種損耗.2.多用電表的讀數(shù)存在誤差.學(xué)習(xí)任務(wù)二

(實(shí)驗(yàn)器材和誤差分析)(2)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,可拆變壓器如圖所示.為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量,鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成.硅鋼片應(yīng)平行于

(填選項(xiàng)前的字母).

A.平面abcd

B.平面abfeC.平面abgh

D.平面aehd