高中物理第2章交变电流6变压器教师用书教科版选修3-2.pdf

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1、精品教案可编辑6.变压器学 习 目 标知 识 脉 络1.了解变压器的构造2了解变压器的工作原理3理解理想变压器以及电压和匝数、电流和匝数之间的关系(重点、难点)4应用理想变压器解决实际问题(难点)变 压 器 的 结 构 与 原 理先填空 1结构2原理：当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量，交变的磁通量穿过原线圈也穿过副线圈，在原、副线圈中产生感应电动势再判断(1)与电源相连接的线圈称为原线圈()(2)当原线圈中电流不变时，副线圈将无电压和电流输出()(3)变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流()后思考 如果将变压器的原线圈

2、接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？精品教案可编辑【提示】不能变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生合作探讨 探讨：如图2-6-1所示，一蓄电池连接在低压交流变压器上，闭合电键会观察到什么现象？你能解释这种现象发生的原因吗？图 2-6-1【提示】可以观察到闭合电键瞬间灯泡发光，然后熄灭原因是：恒定电压加在原线圈上瞬间，线圈内的磁通量发生变化，因而副线圈中的磁通量也发生变化，所以由Ent知，副线圈中有感应电动势，灯泡闪亮，之后原线圈中电流恒定，线圈内的磁通量恒定不变，副线圈中无电动势，因而灯泡闪亮后熄灭核心点击 1工

3、作原理变压器的变压原理是电磁感应如图2-6-2所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势由于互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈其能量转换方式为原线圈电能磁场能副线圈电能变压器的示意图精品教案可编辑图 2-6-22理想变压器的理想化条件(1)忽略原、副线圈的内阻；(2)忽略原、副线圈磁通量的差别；(3)忽略变压器自身的能量损耗，即忽略变压器原、副线圈电路的功率因素的差别3关

4、于变压器的一些注意事项(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用(2)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的(3)变压器不能改变交变电流的频率(4)若直流电的电压是随时间变化的，也可以用变压器改变电压(5)原、副线圈的感抗均趋于无穷大，从而空载电流趋于0.1下列关于变压器的说法正确的是()A变压器工作的基础是自感现象B在原线圈中，电能转化为磁场能C电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起D变压器对恒定电流也能变压【解析】变压器工作的基础是原副线圈的互相感应，并不是自感现象，在原线圈中电能转化为磁场能，副线圈中磁场能转化成电能，电能是通过磁场从

5、原线圈传递到副线圈的，变压器只能对变化的电流有变压作用，综上所述，只有B 正确【答案】B2一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等()【导学号：31310109】A交流的频率B电流的有效值C电功率D磁通量变化率【解析】变压器可以改变原副线圈中的电流，因此原副线圈中的电流不一定有相同的精品教案可编辑有效值，所以B 正确由于穿过原线圈的磁通量全部穿过副线圈，因而原副线圈的磁通量变化率相同；变压器的工作基础是电磁感应，副线圈中感应的交流频率与原线圈交流频率是相同的；理想变压器原线圈输入功率等于副线圈输出功率【答案】B理想变压器的原、副线圈中物理量之间的关系先填空 1电压关系：

6、理想变压器的电压跟它们的匝数成正比公式：U1U2n1n2.当n1n2时，则有U1U2，叫降压变压器当n1n2时，则有U1n1，所以I1产生的磁通量大部分被I2产生的磁通量所抵消)，这将在副线圈的两端感应出高电压(可达 103V 以上)，即使副线圈的一端接地，对人及仪表仍不安全，因此，电流互感器副线圈决不允许断路，当然不允许安装保险丝电压互感器在运行时应严防短路，因短路时副线圈电路阻抗大大减小，会出现很大短路电流，使副线圈严重发热而烧毁，所以在电压互感器低压侧要安装保险丝合作探讨 探讨：试讨论比较电压互感器和电流互感器的原理【提示】电压互感器的原理：是一种降压变压器，它的初级线圈并联在高压交流线

7、路上，次级线圈与交流电压表相连，只要根据电压表测出的电压值和铭牌上的变压比，就可以算出高压线的电压值电流互感器的原理：是一种升压变压器，它的原线圈串联在被测交流电路中，副线圈与精品教案可编辑交流电流表相连，只要读出交流电流表的示数，再根据变流比就可以算出通过负载的电流值核心点击 1两种互感器的连接方式：电压互感器原线圈并联在被测的高压线路上，电流互感器原线圈串联在被测的电路中2两种互感器的特点：电压互感器是一种降压变压器，原线圈匝数多，电流互感器是一种升压变压器，副线圈匝数多3使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地此外，电流互感器在使用时绝对不允许副线圈开路6在变电所，经常要用交流电表

8、去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器下图中，能正确反映其工作原理的是()【导学号：31310111】【解析】电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故C、D 选项错误；同时，由I1n1I2n2知要使I2n1，故 A 选项正确，B 选项错误【答案】A7(多选)(2016眉山高二期末)如图 2-6-7所示，L1和L2是远距离输电的两根高压线，在靠近用户端的某处用电压互感器和电流互感器监测输电参数，在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的时候()精品教案可编辑图 2-6-7A甲电表的示数变小B甲电表的示数变大C乙电表的示数变小D乙电表的示数变大【解析】由图可知：甲是电压表，乙是电流表，所以甲是电压互感器，乙是电流互感器；在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的时候，副线圈总电阻变小，副线圈总电流变大，所以输电导线电流变大，输电导线电阻R不变，由UIR可知，电压损失变大，根据高压线上输出电压变小，根据匝数比等于电压之比，所以甲电表的示数变小，故A 正确，B 错误；输电导线电流变大，所以乙电表的示数变大，故C 错误，D 正确【答案】AD