2020學年高中物理魯科版選修32第4章42變壓器ppt課件

1、自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 第第2節(jié)變壓器節(jié)變壓器 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 1了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理 2理解變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律，并運用此規(guī)律理解變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律，并運用此規(guī)律 解決實際問題解決實際問題 3了解自耦變壓器的工作原理了解自耦變壓器的工作原理 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 互感互感 交變電流交變電流 自主

2、學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 匝數(shù)之比匝數(shù)之比 低低 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 連續(xù)調(diào)節(jié)連續(xù)調(diào)節(jié) 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 一、變壓器的原理一、變壓器的原理 1變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu) 如圖如圖421所示為變壓器的示意圖和變壓器在電路圖所示為變壓器的示意圖和變壓器在電路圖 中的符號中的符號 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 (

3、1)變壓器的構(gòu)造：變壓器的構(gòu)造： 閉合鐵芯，原線圈閉合鐵芯，原線圈(匝數(shù)用匝數(shù)用n1表示表示)、副線圈、副線圈(匝數(shù)用匝數(shù)用n2表表 示示)， 輸入電壓是輸入電壓是U1，輸出電壓是，輸出電壓是U2，兩個線圈都繞在疊合，兩個線圈都繞在疊合 而成的硅鋼片上，硅鋼片都涂有絕緣漆而成的硅鋼片上，硅鋼片都涂有絕緣漆 (2)原線圈：與交流電源相連接的線圈，又叫做初級線原線圈：與交流電源相連接的線圈，又叫做初級線 圈圈 (3)副線圈：與負載相連的另一個線圈，又叫做次級線副線圈：與負載相連的另一個線圈，又叫做次級線 圈圈 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂

4、對點演練 2變壓器的工作原理變壓器的工作原理 變壓器的變壓原理是電磁感應變壓器的變壓原理是電磁感應 當原線圈加上交流電時，原線圈中就有交變電流，它在當原線圈加上交流電時，原線圈中就有交變電流，它在 鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原副線圈中都產(chǎn)生感應電動鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原副線圈中都產(chǎn)生感應電動 勢如果副線圈是閉合的，則副線圈中將有交變的感應電流，勢如果副線圈是閉合的，則副線圈中將有交變的感應電流， 它也在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，在原、副線圈中同樣要引起感它也在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，在原、副線圈中同樣要引起感 應電動勢由于這種互相感應的互感現(xiàn)象，原、副線圈間雖然應電動勢由于這種互相感應的互感現(xiàn)

5、象，原、副線圈間雖然 不相連，電能卻可以通過磁場從原線圈傳遞到副線圈磁通量不相連，電能卻可以通過磁場從原線圈傳遞到副線圈磁通量 轉(zhuǎn)換方式為：原線圈電能轉(zhuǎn)換方式為：原線圈電能磁場能磁場能副線圈電能副線圈電能 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 特別提醒理想變壓器應具備的條件特別提醒理想變壓器應具備的條件 1原副線圈沒有電阻原副線圈沒有電阻 2無磁通量漏失無磁通量漏失 3鐵芯不發(fā)熱鐵芯不發(fā)熱 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析

6、活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 (4)當當n2n1時，時，U2U1，這種變壓器使電壓升高，叫，這種變壓器使電壓升高，叫 升壓變壓器升壓變壓器 當當n2n1時，時，U2U1，這種變壓器使電壓降低，叫降，這種變壓器使電壓降低，叫降 壓變壓器壓變壓器 2理想變壓器原、副線圈的功率關系理想變壓器原、副線圈的功率關系 根據(jù)能量守恒，理想變壓器工作時，它的輸入功率等于根據(jù)能量守恒，理想變壓器工作時，它的輸入功率等于 輸出功率，即輸出功率，即P入入P出，出，P入隨入隨P出的增大而增大出的增大而增大 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點

7、演練 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 三、自耦變壓器三、自耦變壓器 如圖如圖422所示，鐵芯上只繞一個線圈，低壓線圈是所示，鐵芯上只繞一個線圈，低壓線圈是 高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為 降壓變壓器使用降壓變壓器使用 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 教材資料分析教材資料分析 迷你實驗室迷你實驗室 變壓器鐵芯的導磁作用變壓器鐵芯的導磁作用 準備可拆變壓器、低壓交流電源、小燈泡及導線若干準備

8、可拆變壓器、低壓交流電源、小燈泡及導線若干 如圖如圖413所示，去掉可拆變壓器上壓緊橫條的膠木螺所示，去掉可拆變壓器上壓緊橫條的膠木螺 釘，并將橫條放在釘，并將橫條放在形鐵芯的形鐵芯的A側(cè)上側(cè)上 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 變壓器左邊繞組接變壓器左邊繞組接12 V低壓交流電源，右邊繞組接一個低壓交流電源，右邊繞組接一個 額定電壓為額定電壓為36 V的小燈泡觀察小燈泡的亮度的小燈泡觀察小燈泡的亮度 把橫條慢慢推向把橫條慢慢推向B，直至與，直至與B完全閉合，觀察在此過程完全閉合，觀察在此過程 中小燈泡變亮還是變暗中小燈泡變亮還是

9、變暗 你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？ 點撥當橫條慢慢推向點撥當橫條慢慢推向B的過程中，小燈泡逐漸變亮，的過程中，小燈泡逐漸變亮， 當與當與B完全閉合時，小燈泡最亮這是因為橫條的存在使大部分完全閉合時，小燈泡最亮這是因為橫條的存在使大部分 磁感線通過橫條與磁感線通過橫條與B構(gòu)成回路，橫條離構(gòu)成回路，橫條離B越近，穿過橫條與越近，穿過橫條與B的的 磁感線的條數(shù)越多，當橫條與磁感線的條數(shù)越多，當橫條與B閉合后，幾乎所有的磁感線都通閉合后，幾乎所有的磁感線都通 過橫條與過橫條與B形成閉合回路使通過形成閉合回路使通過B的磁通量變化率增大，的磁通量變化率增大，B線線 圈產(chǎn)生的感應電動勢也

10、增大，故小燈泡逐漸變亮直至形成回圈產(chǎn)生的感應電動勢也增大，故小燈泡逐漸變亮直至形成回 路時小燈泡最亮路時小燈泡最亮 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 迷你實驗室迷你實驗室 定性探究變壓器電壓與匝數(shù)的關系定性探究變壓器電壓與匝數(shù)的關系 如圖如圖416所示，將可拆變壓器的橫條和一組匝數(shù)較少所示，將可拆變壓器的橫條和一組匝數(shù)較少 (如左邊如左邊)的繞組取出，再把連接好燈座的較長導線的繞組取出，再把連接好燈座的較長導線(約約5 m)套入套入 鐵芯的左邊鐵芯的左邊 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂

11、對點演練課堂對點演練 (1)將長導線按順時針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊，將長導線按順時針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊， 邊繞邊觀察小燈泡的發(fā)光情況邊繞邊觀察小燈泡的發(fā)光情況 (2)待小燈泡發(fā)出耀眼的強光后，再按逆時針方向一匝一待小燈泡發(fā)出耀眼的強光后，再按逆時針方向一匝一 匝地退出鐵芯，邊退邊觀察小燈泡的發(fā)光情況匝地退出鐵芯，邊退邊觀察小燈泡的發(fā)光情況 觀察到的實驗現(xiàn)象是：觀察到的實驗現(xiàn)象是： _. 得出的結(jié)論是：得出的結(jié)論是： _. 點撥觀察到的實驗現(xiàn)象：隨著繞在鐵芯上的線圈匝數(shù)點撥觀察到的實驗現(xiàn)象：隨著繞在鐵芯上的線圈匝數(shù) 的增大，燈泡逐漸變亮，隨著匝數(shù)的減少，燈泡越來越暗的增大，燈泡逐

12、漸變亮，隨著匝數(shù)的減少，燈泡越來越暗 得出的結(jié)論：線圈的電動勢隨著匝數(shù)的增多而增大，隨得出的結(jié)論：線圈的電動勢隨著匝數(shù)的增多而增大，隨 著匝數(shù)的減少而降低著匝數(shù)的減少而降低 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 答案答案C 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 【變式【變式1】 一臺

13、理想變壓器，其原線圈一臺理想變壓器，其原線圈2 200匝，副線圈匝，副線圈 440匝，并接一個匝，并接一個100 的負載電阻，如圖的負載電阻，如圖424所示所示 (1)當原線圈接在當原線圈接在44 V直流電源上時，電壓表示數(shù)為直流電源上時，電壓表示數(shù)為 _V，電流表示數(shù)為，電流表示數(shù)為_A. (2)當原線圈接在當原線圈接在220 V交流電源上時，電壓表示數(shù)為交流電源上時，電壓表示數(shù)為 _V，電流表示數(shù)為，電流表示數(shù)為_A此時輸入功率為此時輸入功率為 _W，變壓器效率為，變壓器效率為_ 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 答案答案(1

14、)00(2)440.4419.36100% 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 【典例【典例2】 如圖如圖425所示，一臺有兩個副線圈的變壓所示，一臺有兩個副線圈的變壓 器，原線圈匝數(shù)器，原線圈匝數(shù)n11 100匝接入電壓匝接入電壓U1220 V的電路中的電路中 (1)要求在兩個副線圈上分別得到電壓要求在兩個副線圈上分別得到電壓U26 V，U3 110 V，它們的匝數(shù)，它們的匝數(shù)n2，n3分別為多少？分別為多少？ (2)若在兩副線圈上分別接上若在兩副線圈上分別接上“6 V 20 W”“110 V 60 W 的兩個用電器，原線圈的輸入

15、電流為多少？的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？ 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 答案答案(1)30匝匝550匝匝(2)0.36 A 借題發(fā)揮多繞組變壓器中，原、副線圈間電壓與匝數(shù)借題發(fā)揮多繞組變壓器中，原、副線圈間電壓與匝數(shù) 的關系仍成立；但電流與匝數(shù)的關系不成立可以借助的關系仍成立；但電流與匝數(shù)的關系不成立可以借助P入入P 出，即出，即U1I1U2I2U3I3分析問題分析問題 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 【變式【變式2】 如圖如圖426所示，理想變壓器三

16、個線圈的匝所示，理想變壓器三個線圈的匝 數(shù)之比為數(shù)之比為n1 n2 n310 5 1，其中，其中n1接到接到220 V的交流電源的交流電源 上，上，n2和和n3分別與電阻分別與電阻R2、R3組成閉合回路已知通過電阻組成閉合回路已知通過電阻R3 的電流的電流I32 A，電阻，電阻R2110 ，求通過電阻，求通過電阻R2的電流的電流I2和通和通 過原線圈的電流過原線圈的電流I1. 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 答案答案1 A0.7 A 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練

17、 【典例【典例3】 如圖如圖427所示為一理想變壓器，所示為一理想變壓器，K為單刀為單刀 雙擲開關，雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈的電為加在原線圈的電 壓，那么壓，那么() A保持保持U1及及P的位置不變，的位置不變，K由由a合到合到b時，時，I1將增大將增大 B保持保持P的位置及的位置及U1不變，不變，K由由b合到合到a時，時，R消耗功率消耗功率 將減小將減小 C保持保持U1不變，不變，K合在合在a處，使處，使P上滑，上滑，I1將增大將增大 D保持保持P 的位置不變，的位置不變，K合在合在a處，若處，若U1增大，增大，I1將增將增 大大 自主學習

18、自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 借題發(fā)揮借題發(fā)揮(1)對于電壓的大小，條件充分時只需根據(jù)原對于電壓的大小，條件充分時只需根據(jù)原 線圈電壓及原、副線圈的匝數(shù)確定線圈電壓及原、副線圈的匝數(shù)確定 (2)P1、P2、I1、I2的判斷往往都與的判斷往往都與R的大小有關，對的大小有關，對 P1、I1的確定，需從的確定，需從P2、I2入手入手 (3)各物理量的制約關系：在變壓比一定時，當輸入電壓各物理量的制約關系：在變壓比一定時，當輸入電壓 一定，則輸出

19、電壓一定，當負載變化時，輸出電流變化，輸出一定，則輸出電壓一定，當負載變化時，輸出電流變化，輸出 功率變化，故輸入電流，輸入功率也相應變化功率變化，故輸入電流，輸入功率也相應變化 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 【變式【變式3】 一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電 壓，其最大值保持不變，副線圈有可調(diào)電阻壓，其最大值保持不變，副線圈有可調(diào)電阻R.設原線圈的電流設原線圈的電流 為為I1，輸入功率為，輸入功率為P1，副線圈的電流為，副線圈的電流為I2，輸出功率為，輸出功率為P2，當，當R 增大時增

20、大時 () AI1減小，減小，P1增大增大 BI1減小，減小，P1減小減小 CI2增大，增大，P2減小減小 DI2增大，增大，P2增大增大 答案答案B 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 變壓器的基本規(guī)律變壓器的基本規(guī)律 1.某變電站用原、副線圈匝數(shù)比為某變電站用原、副線圈匝數(shù)比為n1 n2的變壓器，將的變壓器，將 遠距離輸送的電能送給用戶，如圖遠距離輸送的電能送給用戶，如圖428所示，將變壓器看作所示，將變壓器看作 理想變壓器，當變壓器正常工作時，下列說法正確的是理想變壓器，當變壓器正常工作時，下列說法正確的是() A原、副線圈電

21、壓比為原、副線圈電壓比為n2 n1 B原、副線圈電流比為原、副線圈電流比為n1 n2 C原、副線圈電壓比為原、副線圈電壓比為n1 n2 D變壓器的輸入功率與輸出功率的比為變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1 n2 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 解析電壓之比等于匝數(shù)之比，理想變壓器輸入功率等解析電壓之比等于匝數(shù)之比，理想變壓器輸入功率等 于輸出功率，所以電流之比等于電壓之比的反比，即等于線圈于輸出功率，所以電流之比等于電壓之比的反比，即等于線圈 匝數(shù)之比的反比匝數(shù)之比的反比 答案答案C 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分

22、類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 多繞組變壓器多繞組變壓器 2. 如圖如圖429所示，理想變壓器鐵芯上繞有所示，理想變壓器鐵芯上繞有A、B、C 三個線圈，匝數(shù)比為三個線圈，匝數(shù)比為nA nB nC4 2 1，在線圈，在線圈B和和C的兩的兩 端各接一個相同的電阻端各接一個相同的電阻R，當線圈，當線圈A與交流電源連通時，交流電與交流電源連通時，交流電 流表流表A2的示數(shù)為的示數(shù)為I0，則交流電表，則交流電表A1的讀數(shù)為的讀數(shù)為_I0. 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 答案答案0.625 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 答案答案BC 自主學習自主學習名師解疑名師解疑分類例析分類例析活頁規(guī)范訓練活頁規(guī)范訓練課堂對點演練課堂對點演練 4.為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將 原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相原