2016-2017学年高中物理 第2章 交变电流 第6节 变压器课件 粤教版选修3-2

第六 节 变压 器 1在无 线电仪 器中，常需要在距离 较 近 处 安装两个 线 圈，并 要求当一个 线 圈中 电 流有 变 化 时 ， 对 另一个 线 圈中的 电 流的 影响尽量小如 图 所示两个 线 圈的相 对 安装位置最符合 该 要 求的是 ( ) 课 前 自主学 习 A B C D 【 答案 】 D 【 解析 】 两个相距 较 近的 线 圈，当其中的一个 线 圈中 电 流 发 生 变 化 时 ，就在周 围 空 间产 生 变 化的磁 场 这 个 变 化的磁 场 会在 另一个 线 圈中 产 生感 应电动势 ，即 发 生互感 现 象要使 这 种 影响尽量小， 应 采用 D选项 所示的安装位置才符合要求因 为 通 电线 圈的磁 场 分布与条形磁 铁 的 类 似，采用 D选项 所示的 安装位置 时 ， 变 化的磁 场 穿 过 另一 线 圈的磁通量最小 2 (多 选 )对 于扼流圈的以下 说 法，正确的是 ( ) A扼流圈是利用 电 感阻碍交 变电 流的作用制成的 B低 频 扼流圈用来 “通低 频 、阻高 频 ” C高 频 扼流圈用来 “通直流、阻交流 ” D高 频 扼流圈 对 低 频 交 变电 流阻碍作用 较 小， 对 高 频 交 变 电 流的阻碍作用很大 【 答案 】 AD 一、变压器 1用途：改 变 交 变电 流的 _ 2构造：由 _和 绕 在 铁 芯上的 线 圈 组 成，与 电 源 连 接的 线 圈叫做 _，与 负载连 接的 线 圈叫做 _ 3工作原理：在原 线 圈上加交 变电压 ，原 线 圈中的交 变电 流在 铁 芯中 产 生 _且也穿 过 副 线 圈，从而在 副 线 圈中 产 生 _，如果副 线 圈两端接入 负 载 ， 负载 中就会有交 变电 流 电压 闭 合 铁 芯 原 线 圈 副 线 圈 交 变 的磁通量 感 应电动势 在 课 外，某同学在 进 行低 压 交流 变压 器 实验 的准 备 工作 时 ， 发现 缺少 电 源，于是就用一种摩托 车 的蓄 电 池代替，按 图进 行 实验 则闭 合 电键 后，灯泡是否 发 光？并解 释 出 现这 种 现 象的原因 二、理想变压器原、副线圈基本量的关系 1理想 变压 器：忽略原、副 线 圈的 _和各种 电 磁能量 损 失的 变压 器 3功率关系：原 线 圈的 输 入功率 _副 线 圈的 输 出功率 电 阻 匝数之比 等于 成反比 5两 类变压 器： n2 n1，能使 电压 升高的 变压 器叫做 _变压 器； n2 n1，能使 电压 降低的 变压 器叫做 _变压 器 升 压 降 压 课 堂 优 化整合 2功率关系：由于理想 变压 器没有各种能量 损 失，所以 变压 器 输 出功率等于 输 入功率，即： P2 P1. 当有几 组 副 线 圈 时 ， 则 有： P1 P2 P3 . 一理想 变压 器原、副 线 圈匝数比 n1n2 115.原 线 圈与正弦交 变电 源 连 接， 输 入 电压 U如下 图 所示副 线 圈 仅 接入一个 10 的 电 阻 则 ( ) 例 1 答案： D 题后反思 (1)由 图 象 读 出峰 值 并 计 算出有效 值 (2)计 算出 输 出 电压 U2. (3)计 算出 输 出功率 (等于 输 入功率 )及 R产 生的 热 量 1 (多 选 )关于理想 变压 器的工作原理，以下 说 法正确的是 ( ) A通 过 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 【 答案 】 BC 【 解析 】 B I，由于面 积 S不 变 ，故 I， A错误 因理想 变压 器 无漏磁，故 B、 C正确， D错 (3)总 功率 P入 P线 P2. 即 变压 器的 输 入功率是由 输 出功率决定的 4 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 R I2 P2 P1 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、 n2 U2 I2 P2 P1 I1. 一理想 变压 器 给负载 供 电 ， 变压 器 输 入 电压 不 变 ，如下 图 所示，如果 负载电 阻的滑片向上移 动 ， 则图 中所 有交流 电 表的示数及 输 入功率 变 化情况正确的是 ( ) A V1、 V2不 变 ， A1增大， A2减小， P增大 B V1、 V2不 变 ， A1、 A2增大， P增大 C V1、 V2不 变 ， A1、 A2减小， P减小 D V1不 变 ， V2增大， A1减小， A2减小， P减小 例 2 解析： 理想 变压 器 输 入 电压 不 变 ， 则输 出 电压 不 变 ，故表 V1、 V2示数不 变 ；滑片向上移，使 负载电 阻增大，因而，副 线 圈 中的 电 流 I2减小，由于 变压 比不 变 ，故原 线 圈中的 电 流也将 减小； 输 出功率 P出 U2I2减小， P入 P出 ，因而 输 入功率也将 减小 答案： C 题后反思 理想 变压 器的 动态问题 分析，大致有两种情况：一是 负载电 阻不 变 ，原、副 线 圈的 电压 U1、 U2， 电 流 I1、 I2， 输 入和 输 出 功率 P1、 P2随匝数比 变 化而 变 化的情况；另一 类 是匝数比不 变 ，上述各量随 负载电 阻 变 化而 变 化的情况不 论 哪种情况 都要注意： (1)根据 题 意分清 变 量和不 变 量； (2)要弄清 “谁 决 定 谁 ”的制 约 关系 2 (2016宜昌校 级 模 拟 )图 示 电 路中， 变压 器 为 理想 变压 器 ， a、 b接在 电压 有效 值 不 变 的交流 电 源两端， R0为 定 值电 阻 ， R为 滑 动变 阻器 现 将 变 阻器的滑片从一个位置滑 动 到另 一位置， 观 察到 电 流表 A1的示数增大了 0.2 A， 电 流表 A2的示 数增大了 0.8 A， 则 下列 说 法正确的是 ( ) A 电压 表 V1示数增大 B 电压 表 V2、 V3示数均增大 C 该变压 器起升 压 作用 D 变 阻器滑片是沿 c d的方向滑 动 【 答案 】 D 【 解析 】 观 察到 电 流表 A1的示数增大了 0.2 A， 电 流表 A2的示数增 大了 0.8 A，即副 线 圈 电 流增大，由于 a、 b接在 电压 有效 值 不 变 的交流 电 源两端，匝数比不 变 ，所以副 线 圈 电压 不 变 ，即 V1、 V2示数不 变 ，根据欧姆定律得 负载电 阻减小，所以 变 阻 器滑片是沿 c d的方向滑 动 ，故 A错误 ， D正确； 由于 R0两端 电压 增大，所以滑 动变 阻器 R两端 电压 减小，即 电压 表 V3示数减小，故 B错误 ； 观 察到 电 流表 A1的示数增大 了 0.2 A， 电 流表 A2的示数增大了 0.8 A，即原 线 圈 电 流增大量 小于副 线 圈 电 流增大量，根据 电 流与匝数成反比，所以 该变 压 器起降 压 作用，故 C错误 1自耦 变压 器： 铁 芯上只 绕 有一个 线 圈，三个抽 头 ， 线 圈 既提供原 线 圈，又提供副 线 圈，自耦 变压 器 变压规 律与一般 变压 器相同如 调压变压 器是一种自耦 变压 器如下 图 所示 2互感器 (1)电压 互感器：用来把高 电压变 成低 电压 ，副 线 圈比原 线 圈 匝数少，它的原 线 圈并 联 在高 压电 路上，副 线 圈接入交流 电 压 表，如 图 甲 甲 乙 (2)电 流互感器：用来把大 电 流 变 成小 电 流，副 线 圈比原 线 圈 匝数多，原 线 圈串 联 在被 测电 路中，副 线 圈接入交流 电 流表 ，如 图 乙 图 甲、乙是配 电 房中的互感器和 电 表的接 线图 ，下列 说 法中不正确的是 ( ) 例 3 甲 乙 A 线 圈匝数 n1 n2， n3 n4 B 线 圈匝数 n1 n2， n3 n4 C甲 图 中的 电 表是 电压 表， 输 出端不可以短路 D乙 图 中的 电 表是 电 流表， 输 出端不可以断路 解析： 甲 图 中原 线 圈并 联 在 电 路中， 应为电压 互感器， 为 降 压 变压 器， n1 n2，甲 图 中的 电 表 为电压 表；乙 图 中原 线 圈串 联 在 电 路中， 为电 流互感器，是升 压变压 器， n3 n4，乙 图 中 电 表 为电 流表，故 选项 B、 C、 D正确 答案： A 题后反思 本 题 考 查 互感器的 应 用，理解原、副 线 圈匝数多少及在 电 路 中 连 接方式是解 题 的关 键 3一个次 级 有两个不同副 线 圈的理想 变压 器，如 图 甲所示 图 乙将两 盏标 有 “6 V 0.9 W”和一 盏标 有 “3 V 0.9 W”的三 盏 灯泡全部接入 变压 器的次 级 ，且能 够 正常 发 光已知 U1 220 V，匝数如 图 甲 乙 (1)请 在次 级 画出 连 接的示意 图 (2)计 算灯泡正常 发 光 时变压 器初 级线 圈中的 电 流大小 【 答案 】 (1)见 解析 图 (2)0.012 A 当 变压 器原 线 圈中接有用 电 器 时 由于原 线 圈中的用 电 器要分 担一部分 电压 ，因此原 线 圈两端 电压 不等于 电 源两端 电压 ， 但 电压 比、 电 流比的关系仍然成立 原线圈中接有用电器问题 如 图 甲所示， 变压 器原副 线 圈的匝数比 为 31， L1、 L2、 L3、 L4为 四只 规 格均 为 “9 V 6 W”的相同灯泡，各 电 表均 为 理想交流 电 表， 输 入端交 变电压 的 ut图 象如 图 乙所 示 则 以下 说 法中正确的是 ( ) A 电压 表的示数 为 36 V B 电 流表的示数 为 2 A 例 4 甲 乙 C四只灯泡均能正常