高中物理課件第4章第2節(jié)變壓器課件

1、高中物理課件第4章第2節(jié)變壓器第第4 4章章新知預(yù)習(xí)新知預(yù)習(xí)巧設(shè)計(jì)巧設(shè)計(jì)名師課堂名師課堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二第第2 2節(jié)節(jié)創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)隨堂檢測(cè)歸納小結(jié)隨堂檢測(cè)歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升課下作業(yè)綜合提升要點(diǎn)三要點(diǎn)三返回返回返回返回返回返回1.了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見(jiàn)的變了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見(jiàn)的變 壓器，理解變壓器的工作原理。壓器，理解變壓器的工作原理。2通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出理想變壓器的通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出理想變壓器的 原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系。原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系。3明確理想變壓器的輸入與輸出功明確理想變壓器的輸入與輸出功 率之間的關(guān)系，并由此推導(dǎo)原、率之

2、間的關(guān)系，并由此推導(dǎo)原、 副線圈中的電流關(guān)系。副線圈中的電流關(guān)系。返回返回返回返回 讀教材讀教材填要點(diǎn)填要點(diǎn) 一、變壓器的結(jié)構(gòu)一、變壓器的結(jié)構(gòu) 1結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成 由兩個(gè)由兩個(gè)(或兩個(gè)以上或兩個(gè)以上)線圈和鐵芯組成。線圈和鐵芯組成。 2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 原線圈與原線圈與 相連，副線圈與相連，副線圈與 相連，鐵相連，鐵芯由涂有絕緣漆的芯由涂有絕緣漆的 而成。而成。交流電源交流電源負(fù)載負(fù)載硅鋼片疊合硅鋼片疊合返回返回 二、變壓器工作原理及變壓規(guī)律二、變壓器工作原理及變壓規(guī)律 1互感互感 交變電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)交變電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)交變磁場(chǎng)，交變磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)

3、生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)副線圈閉合時(shí)，副線圈中有電在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)副線圈閉合時(shí)，副線圈中有電流產(chǎn)生，它在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，這個(gè)交變磁通量也穿過(guò)流產(chǎn)生，它在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，這個(gè)交變磁通量也穿過(guò)原線圈，在原線圈中產(chǎn)生原線圈，在原線圈中產(chǎn)生 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 2工作原理工作原理 電磁感應(yīng)是變壓器的工作原理，即電磁感應(yīng)是變壓器的工作原理，即 是變壓器是變壓器工作的基礎(chǔ)。工作的基礎(chǔ)?；ハ喔袘?yīng)互相感應(yīng)互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象返回返回3理想變壓器電壓理想變壓器電壓(電流電流)與匝數(shù)的關(guān)系與匝數(shù)的關(guān)系無(wú)漏磁無(wú)漏磁無(wú)電阻無(wú)電阻返回返回U2U1只有一個(gè)只有一個(gè)返回返回 試身手試身手夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1變壓器是由

4、變壓器是由_和繞在鐵芯上的兩個(gè)和繞在鐵芯上的兩個(gè)_組成組成的，一個(gè)線圈與交流電源連接，叫做的，一個(gè)線圈與交流電源連接，叫做_，也叫，也叫_；另一個(gè)線圈與負(fù)載連接，叫做；另一個(gè)線圈與負(fù)載連接，叫做_，也，也叫叫_。答案：答案：閉合鐵芯線圈原線圈初級(jí)線圈副線圈閉合鐵芯線圈原線圈初級(jí)線圈副線圈次級(jí)線圈次級(jí)線圈返回返回2_是變壓器工作的基礎(chǔ)。電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵是變壓器工作的基礎(chǔ)。電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)芯中激發(fā)_，由于電流的大小、方向在不斷變化，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷_。變化的磁場(chǎng)在副線圈中。變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生產(chǎn)生_，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒(méi)

5、有導(dǎo)線相連，副，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒(méi)有導(dǎo)線相連，副線圈中也能夠輸出線圈中也能夠輸出_。當(dāng)輸入電壓一定時(shí)，原線圈、。當(dāng)輸入電壓一定時(shí)，原線圈、副線圈取不同匝數(shù)，副線圈輸出的副線圈取不同匝數(shù)，副線圈輸出的_不同。不同。答案：答案：互感現(xiàn)象磁場(chǎng)變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電流電壓互感現(xiàn)象磁場(chǎng)變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電流電壓返回返回3如圖如圖421所示，加在理想變壓器原線圈上的交變所示，加在理想變壓器原線圈上的交變電壓為電壓為3 300 V，繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)，繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)為為2 V，則原、副線圈的匝數(shù)比為，則原、副線圈的匝數(shù)比為_(kāi)。圖圖421返回返回答案：答案：1 650 1返回返回返回

6、返回 1工作原理工作原理 (1)原理：由于原、副線圈的互感現(xiàn)象，穿過(guò)理想變壓原理：由于原、副線圈的互感現(xiàn)象，穿過(guò)理想變壓器原、副線圈的磁通量始終相同，因而這兩個(gè)線圈中每匝器原、副線圈的磁通量始終相同，因而這兩個(gè)線圈中每匝有相同的磁通量的變化率，即在原、副線圈上每匝產(chǎn)生的有相同的磁通量的變化率，即在原、副線圈上每匝產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。返回返回返回返回 2理想變壓器理想變壓器 理想變壓器是實(shí)際變壓器的近似。理想變壓器有三個(gè)理想變壓器是實(shí)際變壓器的近似。理想變壓器有三個(gè)特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)鐵芯封閉性好，無(wú)漏磁現(xiàn)象，即穿過(guò)原、副線圈鐵芯封閉性好，無(wú)漏磁現(xiàn)象，即穿過(guò)原、副線圈兩繞組每匝

7、的磁通量?jī)衫@組每匝的磁通量都一樣，每匝線圈中所產(chǎn)生感應(yīng)電都一樣，每匝線圈中所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等。動(dòng)勢(shì)相等。 (2)線圈繞組的電阻不計(jì)，無(wú)能損現(xiàn)象。線圈繞組的電阻不計(jì)，無(wú)能損現(xiàn)象。 (3)鐵芯中的電流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無(wú)能損現(xiàn)象。鐵芯中的電流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無(wú)能損現(xiàn)象。返回返回返回返回 1如圖如圖422所示，一理想變壓器原、副線圈的匝所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為數(shù)比為1 2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用

8、流表?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和和I分別表示此分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則 ()圖圖422返回返回AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A思路點(diǎn)拔思路點(diǎn)拔解答本題需掌握以下兩點(diǎn)：解答本題需掌握以下兩點(diǎn)：(1)電流表、電壓表的讀數(shù)是指交變電流的有效值；電流表、電壓表的讀數(shù)是指交變電流的有效值；(2)變壓器中原、副線圈的電壓、電流分別與匝數(shù)的關(guān)系。變壓器中原、副線圈的電壓、電流分別與匝數(shù)的關(guān)系。返回返回 解析解析交流電壓表、電流表測(cè)得的是交變電流的有交流電壓表、電流表測(cè)得的是交變電流

9、的有效值，由燈泡正常發(fā)光可知，變壓器的輸出電壓為效值，由燈泡正常發(fā)光可知，變壓器的輸出電壓為220 V，而變壓器的輸入與輸出電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)比，而變壓器的輸入與輸出電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)比，故變壓器的輸入電壓為故變壓器的輸入電壓為110 V，電壓表的示數(shù)為，電壓表的示數(shù)為110 V。又。又因?yàn)樽儔浩鞯妮斎牍β实扔谳敵龉β剩虼丝芍儔浩鞯囊驗(yàn)樽儔浩鞯妮斎牍β实扔谳敵龉β?，因此可知變壓器的輸入電流為輸入電流?.2 A。故選項(xiàng)。故選項(xiàng)A正確。正確。 答案答案A返回返回返回返回 (3)理想變壓器副線圈中的電流決定原線圈中的電流。理想變壓器副線圈中的電流決定原線圈中的電流。原線圈中

10、的電流隨副線圈中電流的增大而增大。原線圈中的電流隨副線圈中電流的增大而增大。 (4)變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析，一是要符合變壓器的基本變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析，一是要符合變壓器的基本規(guī)律規(guī)律(電壓、電流、功率關(guān)系電壓、電流、功率關(guān)系)；二是要遵循歐姆定律。首；二是要遵循歐姆定律。首先確定是哪些量在變，哪些量不變，然后根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律先確定是哪些量在變，哪些量不變，然后根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律判定，具體問(wèn)題具體分析。判定，具體問(wèn)題具體分析。返回返回返回返回返回返回 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛變壓器原、副線圈功率制約關(guān)系、電流變壓器原、副線圈功率制約關(guān)系、電流制約關(guān)系實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)了能量守恒特點(diǎn)，制約關(guān)系實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)了能量守恒特點(diǎn)，(

11、不計(jì)變壓器能量不計(jì)變壓器能量損失損失)消耗了多少能量，必定提供了多少能量，反過(guò)來(lái)提消耗了多少能量，必定提供了多少能量，反過(guò)來(lái)提供了不消耗，提供的多消耗的少，顯然是不符合能量守供了不消耗，提供的多消耗的少，顯然是不符合能量守恒定律的。恒定律的。返回返回 2如圖如圖423所示，為一理想變所示，為一理想變壓器，壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻為滑動(dòng)變阻器觸頭，器觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則以下說(shuō)法為原線圈中的電流強(qiáng)度，則以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是 () A保持保持U1及及P的位置不變，的位置不變，S由由a合到合到b時(shí)，時(shí)，I

12、1將增大將增大圖圖423返回返回 B保持保持P的位置及的位置及U1不變，不變，S由由b合到合到a時(shí)，時(shí)，R消耗消耗的功率將減小的功率將減小 C保持保持U1不變，不變，S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，S合在合在a處，若處，若U1增大，增大，I1將增大將增大返回返回 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥此類問(wèn)題首先要根據(jù)題意分清變量和此類問(wèn)題首先要根據(jù)題意分清變量和不變量，其次要明確變量之間的相互制約的關(guān)系不變量，其次要明確變量之間的相互制約的關(guān)系電電壓：輸入決定輸出；電流和功率：輸出決定輸入。思路壓：輸入決定輸出；電流和功率：輸出決定輸入。思路流程圖如下：

13、流程圖如下：返回返回答案答案C返回返回 對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種情況：對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種情況：(1)分析分析電壓，原線圈電壓，原線圈副線圈；副線圈；(2)分析電流功率，副線圈分析電流功率，副線圈原線圈。原線圈。返回返回返回返回返回返回 3如圖如圖425所示，理想變壓器所示，理想變壓器原線圈原線圈接到接到220 V的交流電源上，副的交流電源上，副線圈線圈的匝數(shù)為的匝數(shù)為30，與一標(biāo)有，與一標(biāo)有“12 V12 W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光。副的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光。副線圈線圈的輸出電壓為的輸出電壓為110 V，電流為，電流為0.4 A。求：。求：返回返回(1)副線圈副線圈的匝數(shù)

14、；的匝數(shù)；(2)原線圈原線圈的匝數(shù)以及通過(guò)原線圈的電流。的匝數(shù)以及通過(guò)原線圈的電流。審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解此題明確兩點(diǎn)：解此題明確兩點(diǎn)：(1)多個(gè)副線圈同時(shí)存在時(shí)，電壓比仍滿足等于匝數(shù)比。多個(gè)副線圈同時(shí)存在時(shí)，電壓比仍滿足等于匝數(shù)比。(2)電流比不再滿足與匝數(shù)成反比，但原、副線圈功率相等。電流比不再滿足與匝數(shù)成反比，但原、副線圈功率相等。返回返回答案答案(1)275匝匝(2)550匝匝0.25 A返回返回 對(duì)于有多組副線圈的變壓器，不論副線圈是否閉合，對(duì)于有多組副線圈的變壓器，不論副線圈是否閉合，每一副線圈的電壓分別與其匝數(shù)成正比的關(guān)系不變；而當(dāng)每一副線圈的電壓分別與其匝數(shù)成正比的關(guān)系不變；而當(dāng)副

15、線圈中有不閉合的情況時(shí)，則此線圈中沒(méi)有電流通過(guò)，副線圈中有不閉合的情況時(shí)，則此線圈中沒(méi)有電流通過(guò)，不消耗電能或功率。則有電流的其他副線圈的功率之和等不消耗電能或功率。則有電流的其他副線圈的功率之和等于原線圈的功率。于原線圈的功率。返回返回返回返回返回返回1(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一)如圖如圖426所示，理想變壓器原、副線所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比圈的匝數(shù)比n1 n24 1，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻副線圈與電阻R相連組成閉合回路。當(dāng)直導(dǎo)線相連組成閉合回路。當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，安強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線

16、運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培表培表A1的讀數(shù)為的讀數(shù)為12 mA，那么安培表，那么安培表A2的讀數(shù)為的讀數(shù)為()圖圖426返回返回A0 B3 mAC48 mA D與與R大小有關(guān)大小有關(guān)解析：解析：導(dǎo)線導(dǎo)線AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E感感Blv。由于由于B、l、v三個(gè)量均不變，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為一定值，原線三個(gè)量均不變，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為一定值，原線圈中電流恒為圈中電流恒為12 mA，變壓器原、副線圈中無(wú)法發(fā)生互感，變壓器原、副線圈中無(wú)法發(fā)生互感現(xiàn)象，副線圈輸出電壓應(yīng)為零，故安培表現(xiàn)象，副線圈輸出電壓應(yīng)為零，故安培表A2的讀數(shù)為的讀數(shù)為0。答案：答案：A返回返回2(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二

17、)對(duì)于理想變壓器，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是對(duì)于理想變壓器，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大B原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大C原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流的變化而變化原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流的變化而變化D當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零返回返回解析：解析：理想變壓器的輸入電壓不受輸出電壓、輸出電流理想變壓器的輸入電壓不受輸出電壓、輸出電流的限制，輸入電流和輸入功率隨輸出電流和輸出功率的的限制，輸入電流和輸入功率隨輸出電流和輸出功率的增大而增大，當(dāng)輸出電流為零時(shí)，輸入電流也為零，但增大而增大，當(dāng)輸出電流為零時(shí)，輸入電流也為零，但輸入電壓不為零。故本題應(yīng)選輸入電壓不為零。故本題應(yīng)選D。答案：答案：D返回返回3(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)三對(duì)應(yīng)要點(diǎn)三)如圖如圖427所示，理想變壓器輸入的交所示，理想變壓器輸入的交變電壓變電壓U一定，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為一定，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2和和n3，當(dāng)把，當(dāng)把一電阻先后接在一電阻先后接在a、b間和間和c、d間時(shí)，電流表的示數(shù)分間時(shí)，電流表的示數(shù)分別為別為I和和I，則，則I I