【课件】变压器+课件-2022-2023学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、选修必修二 第三章第三节变压器任务一：认识变压器任务一：认识变压器变压器就是一种用于改变交流电压的设备任务一：认识变压器输出：输出：5V5V输出：59V任务一：认识变压器任务二：理解变压器的原理用电器用电器额定工作电压额定工作电压家庭电器家庭电器220 V220 V手机充电器手机充电器5 V5 V、9 V9 V、10 V10 V工厂的电动机工厂的电动机380 V380 V机床上的照明灯机床上的照明灯36 V36 V生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？课堂小结讨论与交流:（1）两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?（2）小灯泡两端的电压与学

2、生电源的输出电压相等吗?任务二：理解变压器的原理讨论与交流:（3）变压器由哪些部件组成？（4）两个线圈分别叫什么？（5）怎样区分原线圈和副线圈？任务二：理解变压器的原理讨论与交流:（5）在变压器中,铁芯起什么作用?（6）变压器的示意图怎么画？（7）在电路中，变压器的符号是怎样的？任务二：理解变压器的原理变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。（1）闭合铁芯：绝缘硅钢片叠合而成（2）原线圈(初级线圈)：与交流电源相连的线圈叫做原线圈，也叫初级线圈（3）副线圈(次级线圈)：与负载相连的线圈叫做副线圈，也叫次级线圈 变压器的原理：（1）基本原理：互感现象（2）能量转换方式：原线圈电能磁场能副

3、线圈电能（3）闭合铁芯是为了使原、副线圈的磁通量的变化率相同。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，对于负载而言，副线圈上的感应电动势相当于电源电动势。变压器原副线圈的交变电流的频率相同。任务二：理解变压器的原理任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系【讨论与交流】在如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡中是否有电流通过？为什么？任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想化模型理想变压器的特点：（1）变压器铁芯内无磁损、无铜损、无铁损。（2

4、）原、副线圈不计内阻。1、实验与探究：根据图所示的实验电路原理图连接电路，其中变压器是可拆变压器，其原、副线圈匝数n1、n2 可改变。实验时，变压器原线圈接在学生电源上，任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系原线圈电压U1为学生电源输出电压，副线圈电压U2通过交流电压表测得。根据实验结果，可以得到什么实验结论?变压器原、副线圈上的电压之比近似等于它们的匝数之比任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系2、理论推导 利用法拉第电磁感应定律探究变压器原、副线圈的电压与线圈匝数之间的关系。原、副线圈中感应电动势分别为：则若不考虑原线圈电阻则若不考虑副线圈电阻则由此可得任务二:

5、理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系3、理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的匝数之比。当n1n2 时，U1U2，变压器使电压降压，变压器为降压变压器；当n1n2 时，U1U2，变压器使电压升高，变压器为升压变压器。任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系【讨论与交流】（1）实验探究得到的数据为何不严格服从 式中原、副线圈电压与匝数的关系？造成误差的原因可能是什么？（2）如果变压器副线圈产生的感应电动势为 E2，那么 E2就是副线圈两端的电压 U2吗？为什么？任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系设原线圈功率为 P1，副线圈功率为 P2理想变压器忽

6、略能量损失，故 P1=P2即 I1 U1=I2 U2又可得任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系讨论与交流：街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系【例题1】无线充电技术已经逐渐应用于只能手机上。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接受线圈，其简化模型如图所示。已知发射、接收线圈匝数比n1：n2=5：1，AB端输入电流为i=0.28sin 200t(A)。求接收线圈输出电流的有效值。任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系【

7、问题1】当变压器的一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其他线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交变电流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400 匝，把原线圈接到220 V的交流电路中，测得副线圈的电压是55 V，求原线圈的匝数。任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系【问题2】如图所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为 2：1，副线圈上接一只“220 V 40 W”的灯泡。原线圈所接电源电压随时间的变化规律如图 3-22 所示。若灯泡的灯丝电阻保持不变，灯泡的实际功率是多少？任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的

8、关系理想变压器相关规律1、电压与匝数关系P1=P22、频率关系3、功率关系4、电流与匝数关系f1=f2任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系讨论与交流：自耦变压器是只有 1 个绕组的变压器，它的低压线圈是高压线圈的一部分。请观察图中的两种自耦变压器，哪种起升压作用，哪种起降压作用？为什么？与同学交流你的看法。任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系想一想：某同学类比一个原线圈、一个副线圈的理想变压器的规律得出右图理想变压器中电压与匝数的关系为U1:U2:U3=n1:n2:n3，电流与匝数的关系为I1:I2:I3=n3:n2:n1，请判断正误，说明理由。任务二:理想变压

9、器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系则 E1:E2:E3=n1:n2:n3原、副线圈中感应电动势分别为：若不考虑线圈电阻则所以 U1:U2:U3=n1:n2:n3任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系P1=P2+P3即忽略能量损失U1:U2:U3=n1:n2:n3又U1I1=U2I2+U3I3有所以任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系n1 I1=n2 I2+n3 I3任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系【例题2】如图所示是一理想变压器示意图。原线圈 n1 1100匝，其中一副线圈 n2 500匝，两端接阻值 R 250 的电阻；另一副线圈 n3 1

10、50匝，两端接有额定值为“30 V 15W”的灯泡 L。原线圈接入交变电压后，灯泡 L 恰能正常发光。求电阻 R 的电功率和原线圈中的电流。任务二:理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系任务三：理想变压器的动态分析问题I1U2U1n1n2I2R课堂小结任务三：理想变压器的动态分析问题【例题3】在图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 U1 不变，闭合开关 S，下列说法正确的是A.P 向下滑动时，灯泡 L 变亮B.P 向下滑动时，变压器的输出电压 U2 不变C.P 向上滑动时，变压器的输入功率变小D.P 向上滑动时，变压器的输入功率变大负载电阻变化【问题4】(多选

11、)如图所示，变压器输入电压恒定，输出端两个灯泡并联，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑动触头。开始时，开关S断开，不计导线的电阻，则下列说法正确的是()AP向左滑动，灯泡L1变暗，变压器的输入功率增大，电压表V1示数增大BP向右滑动，灯泡L1变亮，变压器的输入功率增大，电压表V1示数不变C闭合开关S，灯泡L1变亮，变压器的输入功率增大，电压表V2示数增大D闭合开关S，灯泡L1变暗，变压器的输入功率增大，电压表V2示数减小任务三：理想变压器的动态分析问题负载电阻变化【问题5】如图所示的理想变压器中，b是原线圈的中点触头，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上正弦式交变电压，现将单刀双掷开关与a连接，下列说法正确的是()A滑动变阻器滑片P向上移动时，电压表、电流表示数均变小B滑动变阻器滑片P向上移动时，原线圈中电流增大C单刀双掷开关由a掷向b，电压表、电流表示数均变大D单刀双掷开关由a掷向b，变压器输入功率将变小负载电阻变化匝数比变化任务三：理想变压器的动态分析问题