物理 第二章 交变电流 6 变压器 教科版选修32.ppt

6变压器第二章交变电流1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的功率关系.3.理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题.目标定位二、理想变压器的规律三、电压互感器和电流互感器栏目索引一、变压器的结构与原理对点检测 自查自纠一、变压器的结构与原理n知识梳理1.变压器的结构：如图1所示，为变压器的示意图和在电路图中的符号.图1(1)变压器的构造：闭合铁芯、原线圈(匝数用n1表示)、副线圈(匝数用n2表示).输入电压是U1，输出电压是U2，两个线圈都绕在 上.闭合铁芯答案3.原、副线圈的地位(1)原线圈在其所处回路中充当负载.(2)副线圈在其所处回路中充当 .4.变压器(填“改变”或“不改变”)交流电的频率.(2)原线圈：与 相连接的线圈，又叫做 .(3)副线圈：与 相连的另一个线圈，又叫做 .2.变压器的工作基础是互感现象，由于互感作用，穿过原、副线圈的磁通量相等，磁通量的变化率 相等，若原线圈匝数为n1，则U1n1 ，副线圈匝数为n2，则U2n2 ，所以 _.答案交流电源初级线圈负载次级线圈电源不改变【深度思考】(1)把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源的两端，另一个线圈连接到小灯泡上(如图2所示)，小灯泡能发光吗？为什么？答案答案能.当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.答案图2(2)若把交流电源改为蓄电池，小灯泡发光吗？答案答案不发光.n典例精析例例1理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是()A.每匝线圈中磁通量的变化率B.交变电流的频率C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势总结提升ABC答案返回二、理想变压器的规律n知识梳理1.理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁；无发热损失.(2)原副线圈不计内阻，即也无能量损失.2.理想变压器的功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率 输出功率，即P入 .3.变压器的变压关系(1)只有一个副线圈：(2)有多个副线圈：答案等于P出4.电流关系(1)只有一个副线圈时，由U1I1U2I2，得：n1I1n2I2，即(2)当有多个副线圈时，由I1U1I2U2I3U3得：n1I1 n3I35.电压、电流、功率的制约关系(1)电压制约：输入电压 决定输出电压 .(填“U1”或“U2”)(2)功率制约：决定 ，这体现了能量守恒的特点.(填“P出”或“P入”)(3)电流制约：输出电流 决定输入电流 .(填“I1”或“I2”)n2I2U1U2P出P入I2I1答案【深度思考】变压器为什么不能改变交流电的频率？答答案案因为原、副线圈中的磁通量变化情况相同，所以变压器不能改变交流电的频率.答案例例2如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，和 均为理想电表，灯泡电阻RL6，AB两端电压u112sin 100t(V).下列说法正确的是()A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 Wn典例精析解析答案总结提升图3返回针针对对训训练练如图4所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A.以下判断正确的是()A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2113图4解析答案例例3如图5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1n2n31051，其中n1接到220 V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路.已知通过电阻R3的电流I32 A，电阻R2110，求通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1.图5解析答案总结提升返回1.电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图6甲所示.(2)接法：原线圈 在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应 .(3)作用：将 电压变为 电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压.三、电压互感器和电流互感器n知识梳理图6并联接地高低答案2.电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示.(2)接法：原线圈 在被测电路中，副线圈接电流表.为了安全，外壳和副线圈应 .(3)作用：将 电流变成 电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流.串联接地大小答案n典例精析例例4普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图7所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()A.ab接MN、cd接PQ，IabIcdB.ab接MN、cd接PQ，IabIcdC.ab接PQ、cd接MN，IabIcdD.ab接PQ、cd接MN，IabIcd解析答案图7总结提升返回解析解析根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd接PQ，IabIcd，故B正确.B1.(变压器原理分析)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈C 对点检测 自查自纠1234解析答案解解析析通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D错误.2.(理想变压器基本规律的应用)如图8所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V,6 W”的灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是()A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 AC.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A1234解析答案图8D12343(理想变压器基本规律的应用)(多选)如图9所示，一理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为u3sin 314t V的交变电流原线圈匝数n1100匝，副线圈匝数n2200匝，则()A将击穿电压为6 V的电容器接在C、D两端，能正常工作B把电磁打点计时器接在C、D两端，打点周期为0.02 sC把额定电压为6 V的小灯泡接在C、D两端，小灯泡能正常工作D把交流电压表接在C、D两端时，电压表读数为8.48 V解析答案图912344.(互感器的应用)如图10所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1n21 0001，n3n41100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为()A.2.2103 W B.2.2102 WC.2.2108 W D.2.2104 W解析答案返回解解析析由电流互感器知高压输电线中电流I1 000 A，由电压互感器知高压输电线的电压U220103 V，则高压输电线的送电功率PUI2.2108 W.图10C本课结束