2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-2第4章4-2变压器.ppt

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1、自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练第第2节变压器节变压器自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练1了解了解变压变压器的构造，理解器的构造，理解变压变压器的工作原理器的工作原理2理理解解变变压压器器的的变变压压规规律律和和变变流流规规律律，并并运运用用此此规规律律解决解决实际问题实际问题3了解自耦了解自耦变压变压器的工作原理器的工作原理自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练互感互感 交交变电变电流流 自主学习自主学习名师解

2、疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练匝数之比匝数之比 低低 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练连续调节连续调节 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练一、变压器的原理一、变压器的原理1变压器的结构变压器的结构如如图图421所所示示为为变变压压器器的的示示意意图图和和变变压压器器在在电电路路图图中的符号中的符号自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练(1)变压变压器的构造：器的构造：闭

3、闭合合铁铁芯芯，原原线线圈圈(匝匝数数用用n1表表示示)、副副线线圈圈(匝匝数数用用n2表表示示)，输输入入电电压压是是U1，输输出出电电压压是是U2，两两个个线线圈圈都都绕绕在在叠叠合合而而成的硅成的硅钢钢片上，硅片上，硅钢钢片都涂有片都涂有绝缘绝缘漆漆(2)原原线线圈圈：与与交交流流电电源源相相连连接接的的线线圈圈，又又叫叫做做初初级级线线圈圈(3)副副线线圈圈：与与负负载载相相连连的的另另一一个个线线圈圈，又又叫叫做做次次级级线线圈圈自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练2变压器的工作原理变压器的工作原理变压变压器的器的变压变压原

4、理是原理是电电磁感磁感应应当当原原线线圈圈加加上上交交流流电电时时，原原线线圈圈中中就就有有交交变变电电流流，它它在在铁铁芯芯中中产产生生交交变变的的磁磁通通量量，在在原原副副线线圈圈中中都都产产生生感感应应电电动动势势如如果果副副线线圈圈是是闭闭合合的的，则则副副线线圈圈中中将将有有交交变变的的感感应应电电流流，它它也也在在铁铁芯芯中中产产生生交交变变磁磁通通量量，在在原原、副副线线圈圈中中同同样样要要引引起起感感应应电电动动势势由由于于这这种种互互相相感感应应的的互互感感现现象象，原原、副副线线圈圈间间虽虽然然不不相相连连，电电能能却却可可以以通通过过磁磁场场从从原原线线圈圈传传递递到到副

5、副线线圈圈磁磁通通量量转转换换方式方式为为：原：原线线圈圈电电能能磁磁场场能能副副线线圈圈电电能能自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练特别提醒特别提醒理想变压器应具备的条件理想变压器应具备的条件1原副线圈没有电阻原副线圈没有电阻2无磁通量漏失无磁通量漏失3铁芯不发热铁芯不发热自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练(4)当当n2n1时时，U2U1，这这种种变变压压器器使使电电压压升升高

6、高，叫叫升升压变压压变压器器当当n2n1时时，U2U1，这这种种变变压压器器使使电电压压降降低低，叫叫降降压压变压变压器器2理想变压器原、副线圈的功率关系理想变压器原、副线圈的功率关系根根据据能能量量守守恒恒，理理想想变变压压器器工工作作时时，它它的的输输入入功功率率等等于于输输出功率，即出功率，即P入入P出出，P入入随随P出出的增大而增大的增大而增大自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练三、自耦变压器三、自耦变压器如如图图422所所示示，铁

7、铁芯芯上上只只绕绕一一个个线线圈圈，低低压压线线圈圈是是高高压压线线圈圈的的一一部部分分，既既可可以以作作为为升升压压变变压压器器使使用用，也也可可以以作作为为降压变压器使用降压变压器使用自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练教材资料分析教材资料分析迷你实验室迷你实验室变压器铁芯的导磁作用变压器铁芯的导磁作用准准备备可拆可拆变压变压器、低器、低压压交流交流电电源、小灯泡及源、小灯泡及导线导线若干若干如如图图413所所示示，去去掉掉可可拆拆变变压压器器上上压压紧紧横横条条的的胶胶木木螺螺钉钉，并将横条放在，并将横条放在形形铁铁芯的芯的A侧

8、侧上上自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练变变压压器器左左边边绕绕组组接接12 V低低压压交交流流电电源源，右右边边绕绕组组接接一一个个额额定定电压为电压为36 V的小灯泡的小灯泡观观察小灯泡的亮度察小灯泡的亮度把把横横条条慢慢慢慢推推向向B，直直至至与与B完完全全闭闭合合，观观察察在在此此过过程程中中小灯泡小灯泡变变亮亮还还是是变变暗暗你能解你能解释观释观察到的察到的现现象象吗吗？点点拨拨当当横横条条慢慢慢慢推推向向B的的过过程程中中，小小灯灯泡泡逐逐渐渐变变亮亮，当当与与B完完全全闭闭合合时时，小小灯灯泡泡最最亮亮这这是是因因为为

9、横横条条的的存存在在使使大大部部分分磁磁感感线线通通过过横横条条与与B构构成成回回路路，横横条条离离B越越近近，穿穿过过横横条条与与B的的磁磁感感线线的的条条数数越越多多，当当横横条条与与B闭闭合合后后，几几乎乎所所有有的的磁磁感感线线都都通通过过横横条条与与B形形成成闭闭合合回回路路使使通通过过B的的磁磁通通量量变变化化率率增增大大，B线线圈圈产产生生的的感感应应电电动动势势也也增增大大，故故小小灯灯泡泡逐逐渐渐变变亮亮直直至至形形成成回回路时小灯泡最亮路时小灯泡最亮自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练迷你实验室迷你实验室定性探究变

10、压器电压与匝数的关系定性探究变压器电压与匝数的关系如图如图416所示，将可拆变压器的横条和一组匝数较少所示，将可拆变压器的横条和一组匝数较少(如左边如左边)的绕组取出，再把连接好灯座的较长导线的绕组取出，再把连接好灯座的较长导线(约约5 m)套入套入铁芯的左边铁芯的左边自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练(1)将将长长导导线线按按顺顺时时针针方方向向一一匝匝一一匝匝地地绕绕在在铁铁芯芯的的左左边边，边绕边观边绕边观察小灯泡的察小灯泡的发发光情况光情况(2)待待小小灯灯泡泡发发出出耀耀眼眼的的强强光光后后，再再按按逆逆时时针针方方向向一

11、一匝匝一一匝地退出匝地退出铁铁芯，芯，边边退退边观边观察小灯泡的察小灯泡的发发光情况光情况观观察察到到的的实实验验现现象象是是：_.得得出出的的结结论论是是：_.点点拨拨观观察察到到的的实实验验现现象象：随随着着绕绕在在铁铁芯芯上上的的线线圈圈匝匝数数的增大，灯泡逐渐变亮，随着匝数的减少，灯泡越来越暗的增大，灯泡逐渐变亮，随着匝数的减少，灯泡越来越暗得得出出的的结结论论：线线圈圈的的电电动动势势随随着着匝匝数数的的增增多多而而增增大大，随随着匝数的减少而降低着匝数的减少而降低自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑

12、名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案C自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练【变变式式1】一一台台理理想想变变压压器器，其其原原线线圈圈2 200匝匝，副副线线圈圈440匝，并接一个匝，并接一个100 的的负载电负载电阻，如阻，如图图424所示所示(1)当当原原线线圈圈接接在在44 V直直流流电电源源上上时时，电电压压表表示示数数为为_V，电电流表示数流表示数为为_A.(2)当当原原线线圈圈接接在在

13、220 V交交流流电电源源上上时时，电电压压表表示示数数为为_V，电电 流流 表表 示示 数数 为为 _A 此此 时时 输输 入入 功功 率率 为为_W，变压变压器效率器效率为为_自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案(1)00(2)440.4419.36100%自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练【典典例例2】如如图图425所所示示，一一台台有有两两个个副副线线圈圈的的变变压压器，原器，原线线圈匝数圈匝数n11 100匝接入匝接入电压电压U1220 V的的电电路中路中

14、(1)要要求求在在两两个个副副线线圈圈上上分分别别得得到到电电压压U26 V，U3110 V，它，它们们的匝数的匝数n2，n3分分别为别为多少？多少？(2)若若在在两两副副线线圈圈上上分分别别接接上上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的的两个用两个用电电器，原器，原线线圈的圈的输输入入电电流流为为多少？多少？自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案(1)30匝匝550匝匝(2)0.36 A借借题题发发挥挥多多绕绕组组变变压压器器中中，原原、副副线线圈圈间间电电压压与与匝匝数数的的关关系系仍仍成成立立；但但电电流流与与匝匝

15、数数的的关关系系不不成成立立可可以以借借助助P入入P出出，即即U1I1U2I2U3I3分析问题分析问题自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练【变变式式2】如如图图426所所示示，理理想想变变压压器器三三个个线线圈圈的的匝匝数数之之比比为为n1 n2 n310 5 1，其其中中n1接接到到220 V的的交交流流电电源源上上，n2和和n3分分别别与与电电阻阻R2、R3组组成成闭闭合合回回路路已已知知通通过过电电阻阻R3的的电电流流I32 A，电电阻阻R2110，求求通通过过电电阻阻R2的的电电流流I2和和通通过过原原线线圈圈的的电电流流I1

16、.自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案1 A0.7 A自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练【典典例例3】如如图图427所所示示为为一一理理想想变变压压器器，K为为单单刀刀双双掷掷开开关关，P为为滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头，U1为为加加在在原原线线圈圈的的电电压压，则则()A保持保持U1及及P的位置不的位置不变变，K由由a合到合到b时时，I1将增大将增大B保保持持P的的位位置置及及U1不不变变，K由由b合合到到a时时，R消消耗耗功功率率将减小将减小C保持保

17、持U1不不变变，K合在合在a处处，使，使P上滑，上滑，I1将增大将增大D保保持持P 的的位位置置不不变变，K合合在在a处处，若若U1增增大大，I1将将增增大大自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练借借题题发发挥挥(1)对对于于电电压压的的大大小小，条条件件充充分分时时只只需需根根据据原原线圈电压及原、副线圈的匝数确定线圈电压及原、副线圈的匝数确定(2)P1、P2、I1、I2的的判判断断往往往往都都与与R的的大大小小有有关关，对对P1、I1的确

18、定，需从的确定，需从P2、I2入手入手(3)各各物物理理量量的的制制约约关关系系：在在变变压压比比一一定定时时，当当输输入入电电压压一一定定，则则输输出出电电压压一一定定，当当负负载载变变化化时时，输输出出电电流流变变化化，输输出出功率变化，故输入电流，输入功率也相应变化功率变化，故输入电流，输入功率也相应变化自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练【变变式式3】一一理理想想变变压压器器的的原原线线圈圈上上接接有有正正弦弦交交变变电电压压，其其最最大大值值保保持持不不变变，副副线线圈圈有有可可调调电电阻阻R.设设原原线线圈圈的的电电流流为

19、为I1，输输入功率入功率为为P1，副，副线线圈的圈的电电流流为为I2，输输出功率出功率为为P2，当，当R增大增大时时()AI1减小，减小，P1增大增大 BI1减小，减小，P1减小减小CI2增大，增大，P2减小减小 DI2增大，增大，P2增大增大答案答案B 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练变压器的基本规律变压器的基本规律1.某某变变电电站站用用原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为n1 n2的的变变压压器器，将将远远距距离离输输送送的的电电能能送送给给用用户户，如如图图428所所示示，将将变变压压器器看看作作理理想变压器，当变压器正常工

20、作时，下列说法正确的是想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是()A原、副线圈电压比为原、副线圈电压比为n2 n1B原、副线圈电流比为原、副线圈电流比为n1 n2C原、副线圈电压比为原、副线圈电压比为n1 n2D变压器的输入功率与输出功率的比为变压器的输入功率与输出功率的比为n1 n2自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练解解析析电电压压之之比比等等于于匝匝数数之之比比，理理想想变变压压器器输输入入功功率率等等于于输输出出功功率率，所所以以电电流流之之比比等等于于电电压压之之比比的的反反比比，即即等等于于线线圈圈匝数之比的反比匝数

21、之比的反比答案答案C自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练多绕组变压器多绕组变压器2.如如图图429所所示示，理理想想变变压压器器铁铁芯芯上上绕绕有有A、B、C三三个个线线圈圈，匝匝数数比比为为nA nB nC4 2 1，在在线线圈圈B和和C的的两两端端各各接接一一个个相相同同的的电电阻阻R，当当线线圈圈A与与交交流流电电源源连连通通时时，交交流流电电流流表表A2的示数为的示数为I0，则交流电表，则交流电表A1的读数为的读数为_I0.自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案

22、0.625自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案BC自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练4.为为探探究究理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈电电压压、电电流流的的关关系系，将将原原线线圈圈接接到到电电压压有有效效值值不不变变的的正正弦弦交交流流电电源源上上，副副线线圈圈连连接接相相同同的的灯灯泡泡L1、L2，电电路路中中分分别别接接了了理理想想交交流流电电压压表表V1、V2

23、和和理理想想交交流流电电流流表表A1、A2，导导线线电电阻阻不不计计，如如图图4211所所示示当当开关开关S闭闭合后合后()AA1示数示数变变大，大，A1与与A2示数的比示数的比值值不不变变BA1示数示数变变大，大，A1与与A2示数的比示数的比值变值变大大CV2示数示数变变小，小，V1与与V2示数的比示数的比值变值变大大DV2示数不示数不变变，V1与与V2示数的比示数的比值值不不变变自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练解解析析电电源源电电压压有有效效值值不不变变，所所以以V1示示数数不不变变，原原、副副线线圈圈的的电电压压之之比比等等

24、于于匝匝数数之之比比，匝匝数数之之比比不不变变，故故V2示示数数不不变变，V1与与V2示示数数的的比比值值也也不不变变，所所以以C错错误误，D正正确确；当当开开关关S闭闭合合后后，副副线线圈圈电电路路中中的的电电阻阻减减小小，因因为为电电压压不不变变，所所以以副副线线圈圈电电路路中中的的电电流流增增大大，A2的的示示数数增增大大，原原、副副线线圈圈的的电电流流之之比比等等于于匝匝数数反反比比，匝匝数数之之比比不不变变，A1与与A2示示数数的的比比值值不不变变，A1的的示示数数也增大，所以也增大，所以A正确，正确，B错误错误答案答案AD 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练单击此处进入单击此处进入 活页规范训练活页规范训练