高考物理 核心要点突破系列 第17章第四节《变压器》课件 新人教版选修32.ppt

第四节变压器 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第四节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 知道变压器的构造 2 理解变压器的工作原理 3 理解变压器的原 副线圈中电压与匝数的关系 能用它来分析解决基本问题 4 知道互感器的原理及用处 重点难点 1 变压器的工作原理 2 推导变压器原 副线圈电流与匝数的关系 课前自主学案 一 变压器原理1 变压器的构造 如图17 4 1所示 由 和绕在铁芯上的两个 组成 图17 4 1 闭合铁芯 线圈 2 互感现象在原 副线圈中由于有 而发生的互相感应现象 3 变压器的原理 是变压器工作的基础 电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场 由于电流 在不断变化 铁芯中的磁场也在不断变化 变化的磁场在原副线圈中产生 交变电流 互感现象 大小 方向 感应电动势 二 理想变压器的基本关系式1 理想变压器 忽略原 副线圈的 和各种 损失的变压器 p入 p出2 理想变压器的基本关系 3 电流关系 电阻 电磁能量 升压 降压 p入 p出 三 几种常用的变压器1 自耦变压器 特点是铁芯上只绕有 如调压变压器 降低电压 整个线圈作 副线圈只取线圈的一部分 升高电压 线圈的一部分作 整个线圈作 2 互感器 1 电压互感器 用来把高电压变成低电压 它的原线圈 在高压电路中 副线圈接入交流 2 电流互感器 用来把大电流变成小电流 它的原线圈 在被测电路中 副线圈接入交流 一个线圈 原线圈 原线圈 副线圈 并联 电压表 串联 电流表 核心要点突破 一 正确理解变压器的变压原理1 在原线圈上接上电源 原线圈中就会有电流流过 就会在铁芯中产生磁场 由于铁芯的作用 在副线圈中产生磁通量 2 如果接入的是恒定电压 形成的也是恒定电流 产生的磁通量是不变的 这时原 副线圈中都没有电磁感应现象发生 3 如果接入的是变化的电压 则形成的电流也是变化的 产生的磁通量也将是变化的 这个变化的磁通量将在原 副线圈中同时引起电磁感应现象 产生感应电动势 特别提醒 1 变压器只能改变交流电压 若初级线圈加直流电压 则次级线圈输出电压为零 2 交流电表的示数指示的均为有效值 三 理想变压器原 副线圈各物理量间的制约关系当理想变压器的原副线圈的匝数不变时 如果变压器的负载发生变化 确定其他有关物理量的变化时 可依据下列原则判定 参考图17 4 2 图17 4 2 2 输出电流i2决定输入电流i1 在输入电压u1一定的情况下 输出电压u2也被完全确定 当负载电阻r增大时 i2减小 则i1相应减小 当负载电阻r减小时 i2增大 则i1相应增大 在使用变压器时 不能使变压器次级短路 3 输出功率p2决定输入功率p1 理想变压器的输出功率与输入功率相等 即p2 p1 在输入电压u1一定的情况下 当负载电阻r增大时 i2减小 则变压器输出功率p2 i2u2减小 输入功率p1也将相应减小 当负载电阻r减小时 i2增大 变压器的输出功率p2 i2u2增大 则输入功率p1也将增大 课堂互动讲练 如图17 4 3所示 原 副线圈匝数比为2 1的理想变压器正常工作时 图17 4 3 a 原 副线圈磁通量之比为2 1b 原 副线圈电流之比为1 2c 输入功率和输出功率之比为1 1d 原 副线圈磁通量变化率之比为1 1 答案 bcd 点评 对于 口 字形变压器 原 副线圈中磁通量变化率相等 因此每匝产生的电动势相等 对于其他形状的铁芯 要具体分析 图17 4 4 a 200vb 110vc 30vd 220v 如图17 4 5所示 变压器初次级线圈匝数分别为n1 1000匝 n2 500匝 n3 200匝 次级线圈n2 n3分别接一个电阻r 55 的灯泡 初级线圈上接入u 220v交流电 求 1 两次级线圈输出电功率之比 2 初级线圈中的电流 图17 4 5 答案 1 25 4 2 1 16a 变式训练2图17 4 6如图17 4 6所示 一理想变压器原副线圈的匝数比为1 2 副线圈电路中接有灯泡 灯泡的额定电压为220v 额定功率为22w 原线圈电路中接有电压表和电流表 现闭合开关 灯泡正常发光 若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数 则 图17 4 7中为一理想变压器 其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连 p为滑动头 现令p从均匀密绕的副线圈最底端开始 沿副线圈匀速上滑 直至白炽灯泡l两端的电压等于其额定电压为止 用i1表示流过原线圈的电流 图17 4 7 i2表示流过灯泡的电流 u2表示灯泡两端的电压 n2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效值 电功率指平均值 下列4个图中 能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 图17 4 8 答案 bc 变式训练3图17 4 9为探究理想变压器原 副线圈电压 电流的关系 将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上 副线圈连接相同的灯泡l1 l2 电路中分别接了理想交流电压表v1 v2和理想交流电流表a1 a2 导线