浙江专版2017-2018学年高中物理第五章交变电流第4节变压器课件新人教版.ppt

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1、浙江浙江专版版2017-2018学年高中物理学年高中物理第五章交第五章交变电流第流第4节变压器器课件新件新人教版人教版内容索引知识探究题型探究达标检测知识探究1一、一、变压器的原理及电压与匝数的关系变压器的原理及电压与匝数的关系导学探究导学探究如图1所示，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(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路，接通电源，小灯泡能发光.图1(1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？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场，根据法拉第电磁感应定律知，在右线圈中会产生感应

2、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(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？图1 答案左边线圈的电阻则有U1U电源，这样看来只要n1n2，小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.知识梳理知识梳理1.变压器的工作原理：是变压器工作的基础.因此变压器只对的电流起作用，对电流不起作用.(后两空填“变化”或“恒定”)变化恒定互感现象2.变压器中的电压与匝数的关系：即学即用即学即用判断下列说法的正误.(1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比.()(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.()(3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损

3、失.()(4)理想变压器不能改变交变电流的频率.()二、二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系导学探究导学探究阅读教材回答下列两个问题：(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入P出.答案(2)根据能量守恒推导原、副线圈中的电流与匝数的关系.答案1.变压器原、副线圈中功率关系和电流关系：P入P出，即.2.电流关系：.U1I1U2I2知识梳理知识梳理U2I2250200W

4、50kW.即学即用即学即用一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为401，则变压器原线圈中的电流为_，副线圈中的输出电压为_，输出功率为_.答案解析5A250V50kW1.实验目的：实验目的：理解理想变压器的原线圈、副线圈中电压与匝数的关系.2.实验原理：实验原理：原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化.由于副线圈和原线圈是套在同一个铁芯上的，所以通过副线圈的磁场也在不断的变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势，副线圈相当于电源对外供电.知识梳理知识梳理三、实验：探究变压器线圈

5、两端的电压与匝数的关系三、实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系3.实验器材：实验器材：电压表两只、可拆卸式变压器、学生电源、开关、导线若干(如图2所示)4.实验步骤：实验步骤：(1)按如图3所示电路图连接实物图图3(2)保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，研究其对副线圈电压的影响.(3)保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，研究其对副线圈电压的影响.(4)将不同的原、副线圈接入电路测出线圈两端的电压填入下表：原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈电压U1副线圈电压U21003002V1004002V3004004V4004006V4001008V4001004V(5)由表格数据得出结论：当原线

6、圈匝数不变时，副线圈电压与副线圈匝数成比.当副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成比.5.注意事项注意事项(1)在改变学生电源电压，线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.(2)学生电源的电压不要设置太高，一般不要超过12V，以免发生危险.正反2题型探究一、理想变压器基本关系的应用例例1(2016温州高二期中)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则 答案解析图4A.电流表的示数为AB.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为AD.原线圈两端电压为11V例例2(多选)如图5所示，理想变压器的原线圈连接一

7、只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则 答案解析图5二、理想变压器的动态分析A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小技巧点拨技巧点拨对理想变压器进行动态分析的两种常见情况：对理想变压器进行动态分析的两种常见情况：(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是RI2

8、P出P入I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2U2I2P出P入I1.1.自耦变压器自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图6所示.三、自耦变压器和互感器图62.互感器互感器交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流.互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器.(1)电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压.(如图7所示)图7(2)电流互感器：实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流.(如图8所示)图8 答案解析例例

9、3(多选)图9甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是图9A.线圈匝数n1n2，n3n2，n3n4C.甲图中的电表是电压表D.乙图中的电表是电流表题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1n2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3U1，U2降低B.U2U1，U2升高C.U2U1，U2降低D.U2U1，U2升高 答案解析例例5 某同学选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12V的低压_(选填“交流电源”或“直流电源”).先保持原线圈的匝数不

10、变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_(选填“增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_(选填“增大”“减小”或“不变”).上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是_(选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”).交流电源增大减小控制变量法 答案四、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系达标检测31.如图11所示，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12V6W”的小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 答案解析1234图11A.120V,0.10

11、AB.240V,0.025AC.120V,0.05AD.240V,0.05A2.(多选)如图12所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原、副线圈匝数比为1001，乙图中原、副线圈匝数比为110，则 答案1234图12A.甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB.甲图是电流互感器，输电电流是100AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD.乙图是电流互感器，输电电流是100A解析3.如图13所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流

12、表，示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是 答案解析1234A.I1和I2表示电流的平均值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大图134.(多选)(2016杭州七县市区高二第一学期期终)如图14所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是 答案1234图14A.测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的电压表B.用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈C.原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副线圈电压大于原线圈电压D.保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响谢谢大家！结结 语语