新教材粵教選擇性必修第二冊(cè)-第3章-第3節(jié)-變壓器-課件(56張)

1、第三節(jié)變壓器第三章交變電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器2理解互感現(xiàn)象和變壓器的工作原理(重點(diǎn))3掌握理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系及應(yīng)用(重點(diǎn))4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(難點(diǎn))學(xué)法與考法學(xué)法：通過探究，得出理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系；通過分析，明確理想變壓器的輸入與輸出功率之間的關(guān)系，會(huì)推導(dǎo)原、副線圈中的電流關(guān)系考法：考查變壓器的原理；考查理想變壓器的功率關(guān)系，原、副線圈中的電流關(guān)系及應(yīng)用；考查理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題知識(shí)概覽預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) | 新知領(lǐng)悟1構(gòu)造：由_和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成，如以下圖閉合鐵芯認(rèn)識(shí)變壓器(1)原線圈：與_

2、連接的線圈，也叫_(2)副線圈：與_連接的線圈，也叫_交流電源初級(jí)線圈負(fù)載次級(jí)線圈2原理：_現(xiàn)象是變壓器工作的根底電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的_也在不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生_3作用：改變交變電流的_，不改變交變電流的_和_互感磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電壓周期頻率生活中的用電器一般都可以使用220 V的交流電源，與它們的額定工作電壓都不相同，用電器是如何正常工作的呢？如果把變壓器接入直流電路，變壓器能起到變壓作用嗎？【答案】變壓器可以降低電壓也可以升高電壓，通過變壓器得到用電器所需的適宜電壓變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)工作的，因此只能工作在交流電路中，如果變

3、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，就沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，變壓器就起不到變壓作用 對(duì)理想變壓器作出的判斷正確的選項(xiàng)是()A高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線粗B低壓線圈匝數(shù)少、電流小、導(dǎo)線細(xì)C高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線細(xì)D低壓線圈匝數(shù)少、電流大、導(dǎo)線粗【答案】D【解析】電壓高的匝數(shù)多，電流小，用細(xì)線電壓低的，匝數(shù)少，電流大，用粗線能量損耗探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系電壓之比匝數(shù)之比降壓升壓變壓器的兩個(gè)線圈所用導(dǎo)線的粗細(xì)一樣嗎？變壓器的鐵芯為什么用薄硅鋼片疊壓而成？【答案】不一樣高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制而成；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導(dǎo)

4、線繞制而成為了減少損耗，變壓器的鐵芯常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成這樣，渦流被限制在狹窄的薄片之中，回路的電阻很大，渦流大為減弱，從而減小了鐵損【答案】B1銅損和鐵損(1)銅損：變壓器的線圈有_，電流通過時(shí)要生熱，損耗一局部能量(2)鐵損：鐵芯在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，也要損耗一局部能量使_發(fā)熱2理想變壓器的規(guī)律(1)電壓關(guān)系：_.(2)電流關(guān)系：_(適用于只有一個(gè)副線圈的變壓器)(3)功率關(guān)系：輸入功率_輸出功率電阻理想變壓器原、副線圈中的電流鐵芯等于對(duì)于一個(gè)原線圈，兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器，電壓(電流)與匝數(shù)的關(guān)系適用嗎？【答案】電壓關(guān)系適用，電流關(guān)系不適用 如圖為一與電源相接的理想

5、變壓器，原線圈中的電流是I1，副線圈中的電流是I2，當(dāng)副線圈中的負(fù)載電阻變小時(shí)()AI2變小，I1變小BI2變小，I1增大CI2增大，I1增大DI2增大，I1變小【答案】C多維課堂 | 素養(yǎng)初培2021年4月14日，世界上單臺(tái)容量最大的主變壓器從沈陽運(yùn)抵蘇州據(jù)介紹，主變壓器長114米，寬4.2米，高4.97米，重達(dá)388噸，相當(dāng)于77頭成年大象的重量變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，如以下圖是一個(gè)變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖變壓器的原理(1)理想變壓器實(shí)際存在嗎？為什么？(2)變壓器的原、副線圈連在一起嗎？(3)是原線圈中的電流跑到副線圈中去了嗎？【答案】(1)理想變壓器實(shí)際

6、不存在，因?yàn)樵?、副線圈中的電流產(chǎn)生電熱、變壓器鐵芯中的渦流產(chǎn)生電熱、變壓器鐵芯漏磁引起的能量損失均不可防止(2)變壓器的原、副線圈雖然都套在同一個(gè)鐵芯上，但兩線圈是彼此絕緣的(3)是利用互感現(xiàn)象在副線圈上感應(yīng)出電流的，并不是原線圈的電流直接跑到副線圈中去了1理想變壓器定義：沒有能量損耗的變壓器2工作原理探究總結(jié)素養(yǎng)點(diǎn)評(píng)：物理觀念知道變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器；科學(xué)思維會(huì)用變壓器的原理分析問題精練1如以下圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n241，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表A1的示數(shù)是12 mA，那么電流表A2的示數(shù)為多大？解：導(dǎo)體棒向左勻速切割磁感線時(shí)，

7、在線圈n1中通過的是恒定電流，不能引起穿過副線圈的磁通量變化，在副線圈上無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)，所以A2中無電流通過變式1(多項(xiàng)選擇)如圖是一個(gè)理想變壓器的示意圖，在它正常工作時(shí)關(guān)于其說法正確的選項(xiàng)是()A副線圈中的電動(dòng)勢(shì)是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)而產(chǎn)生的B輸送的電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)化為電能C輸送的電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)化為電能D輸送的電能經(jīng)變壓器的鐵芯直接傳輸過去【答案】AB【解析】變壓器的原理是原線圈的電流發(fā)生變化，從而引起副線圈中磁通量變化，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，故A正確；變壓器電能的輸送是電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)化為電能輸送到副線圈電路中，故B正確，C、D錯(cuò)誤易錯(cuò)提醒：(1)變壓器不

8、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)線圈間是絕緣的借題發(fā)揮：理想變壓器的三個(gè)特點(diǎn)：(1)變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁(2)原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，即不產(chǎn)生焦耳熱(3)鐵芯中不產(chǎn)生渦流如以下圖，把兩個(gè)沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上，一個(gè)線圈(原線圈)通過開關(guān)可以連接到交流電源的兩端，另一個(gè)線圈(副線圈)連到小燈泡兩端連接電路，接通電源，小燈泡能發(fā)光電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系(1)兩個(gè)線圈并沒有連接，小燈泡為什么會(huì)發(fā)光？(2)變壓器的變壓原理是什么？原、副線圈的電壓和電流與線圈的匝數(shù)有什么關(guān)系？(3)小燈泡兩端的

9、電壓與學(xué)生電源的輸出電壓相等嗎？如果不相等，與什么因素有關(guān)？(4)假設(shè)將原線圈接在恒定的直流電源上小燈泡發(fā)光嗎？為什么？假設(shè)忽略左邊線圈的電阻，那么有U1U電源，這樣看來只要n1n2，小燈泡兩端的電壓與學(xué)生電源的輸出電壓就不相等小燈泡兩端的電壓，即副線圈兩端的電壓與原線圈兩端的電壓及原、副線圈匝數(shù)比有關(guān)(4)不發(fā)光，因?yàn)闊o法在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)探究總結(jié)素養(yǎng)點(diǎn)評(píng)：物理觀念知道理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系及應(yīng)用；科學(xué)思維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)用精練2(2021年鄭州名校期中)將輸入電壓為220 V，輸出電壓為6 V的理想變壓器改繞成輸出電壓為30 V的變壓器

10、，副線圈原來是30匝，原線圈匝數(shù)不變，那么副線圈新增匝數(shù)為()A120匝B150匝C180匝D220匝【答案】A變式2用理想變壓器給負(fù)載電阻R供電，變壓器輸入電壓一定時(shí)，在以下四個(gè)方法中，可以使變壓器輸入功率增加的是()A增加變壓器原線圈匝數(shù)，而副線圈匝數(shù)及負(fù)載電阻的阻值保持不變B減小負(fù)載電阻的阻值，而變壓器原、副線圈匝數(shù)不變C增加負(fù)載電阻的阻值，而變壓器原、副線圈匝數(shù)不變D減小變壓器副線圈匝數(shù)，而原線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻的阻值保持不變【答案】B易錯(cuò)提醒：(1)理想變壓器沒有能量損失，所以輸入功率和輸出功率相等任何實(shí)際的變壓器都會(huì)有能量損失，所以理想變壓器是不存在的(2)根據(jù)變壓器的電流與匝數(shù)關(guān)系

11、，電流大的線圈匝數(shù)少，為了減小導(dǎo)線上的電阻發(fā)熱，要求用較粗的導(dǎo)線繞制；電流小的線圈匝數(shù)多，要求用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，故可利用導(dǎo)線的粗細(xì)判斷線圈匝數(shù)的多少(3)變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原、副線圈的匝數(shù)比決定，與交變電流的頻率無關(guān)借題發(fā)揮：(1)變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)工作的，因此只能在交流電路中工作，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(2)高壓電路上電壓、電流都很大，無法用電表直接測(cè)量，用互感器就能實(shí)現(xiàn)測(cè)量大電壓、大電流的目的.核心素養(yǎng)微專題五類變壓器類型1常規(guī)變壓器：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的類型2自耦

12、變壓器：自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，原、副線圈共用其中的一局部作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的根本關(guān)系對(duì)自耦變壓器同樣適用，如圖甲所示【考題延伸】(2021年遼寧沈陽質(zhì)檢)如圖，T1、T2是監(jiān)測(cè)交流高壓輸電參數(shù)的互感器，其中a、b是交流電壓表或交流電流表假設(shè)高壓輸電線間的電壓為220 kV，T1的原、副線圈匝數(shù)比為1100，交流電壓表的示數(shù)為100 V，交流電流表的示數(shù)為1 A，那么()Ab是交流電壓表BT2的原、副線圈匝數(shù)比為1001C高壓線路輸送的電流為1 AD高壓線路輸送的電功率為220 kW【答案】A【解析】右側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在

13、高壓線上，b是交流電壓表， A正確；假設(shè)高壓輸電線間的電壓為220 kV，副線圈交流電壓表的示數(shù)為100 V，根據(jù)變壓器變壓公式，T2的原、副線圈匝數(shù)比為2 2001, B錯(cuò)誤；T1的原、副線圈匝數(shù)比為1100，a是交流電流表，交流電流表的示數(shù)為1 A，根據(jù)變壓器變流公式，高壓線路輸送的電流為100 A, C錯(cuò)誤；高壓線路輸送的電功率為PUI220 kV100 A22 000 kW, D錯(cuò)誤素養(yǎng)點(diǎn)評(píng)：電壓互感器和電流互感器，比較如下：課堂小練 | 素養(yǎng)達(dá)成1如以下圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n241，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表A1的示數(shù)為24 mA，那么

14、電流表A2的示數(shù)為()A3 mAB0C48 mAD與負(fù)載R的值有關(guān)【答案】B【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，在原線圈中產(chǎn)生恒定不變的電流，鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不變的，穿過副線圈的磁通量不變，不能在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流2理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是101B穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等，但穿過每匝線圈的磁通量并不相等C原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為101D正常工作時(shí)，原、副線圈的輸入、輸出功率之比為11【答案】D【解析】對(duì)理想變壓器，無磁通量損失，因而穿過兩個(gè)線圈的磁通量相同，磁通量變化率相同，因而每

15、匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，才導(dǎo)致電壓與匝數(shù)成正比，A、B、C錯(cuò)誤；理想變壓器可以忽略各種損耗，故輸入功率等于輸出功率，D正確3理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中不相同的物理量為()A每匝線圈中磁通量的變化率B交變電流的頻率C原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D原線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【答案】D【解析】理想變壓器是沒有能量損失的變壓器，鐵芯中無漏磁，所以每匝線圈中磁通量相等，其變化率相等，故A、C不符合題意；根據(jù)變壓器的工作原理及用途可知，B不符合題意，選D4現(xiàn)用電壓為380 V的正弦式交變電流給額定電壓為220 V的電燈供電，以下電路中不可能使電燈正常發(fā)光的是()【答案】D【解析】由圖可知，A、B中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光；C為降壓變壓器，通過變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光；D為升壓變壓器，電燈兩端的電壓要大于380 V，不可行5(多項(xiàng)選擇)如以下圖，可調(diào)理想變壓器原線圈接交流電，副線圈通過滑動(dòng)觸頭P可改變其匝數(shù)以下說法正確的選項(xiàng)是()A僅增大R的阻值，通過燈泡L的電流將變大B僅增大R的阻值，通過燈泡L的電流將變小C僅將滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，燈泡L兩端的電壓將變大D僅將滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，燈泡L兩端的電壓將變小【答案】BD【解析】僅增大電阻R時(shí)，由于匝數(shù)不變，輸出電壓不變，那么由歐姆定律