2019-2020学年高中物理 第五章 交变电流 第4节 变压器课件 新人教版选修3-2

第4节变压器,学习目标1.通过实验观察，了解变压器的构造。2理解变压器的工作原理。3通过实验探究变压器的电压与匝数的关系。4明确理想变压器的输入功率与输出功率之间的关系，由此推导出原副线圈的电流关系。,一、变压器的原理1构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与电源连接的线圈叫_，与负载连接的线圈叫_。2原理：_现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的_也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生_。3变压器的作用：改变_电流的电压。,原线圈,副线圈,互感,磁场,感应电动势,交变,二、电压与匝数的关系1理想变压器：没有_的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型。,能量损失,电压比,匝数比,3两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫_变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫_变压器。,降压,升压,判断下列说法的正误。1变压器中的铁芯必须闭合()2变压器的工作原理是互感()3变压器能改变所有电源的电压()4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。(),自主思考,5理想变压器是一个理想化模型。()6学校中用的变压器工作时没有能量损失()7理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率(),1理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量。(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别。(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。,考点一理想变压器的基本规律,例1如图541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“220v、60w”的灯泡一只，且灯泡正常发光。则,图541,思路引导,答案c,方法总结解决变压器问题时抓住原、副线圈“功率相等”是关键，很多情况下利用原、副线圈的功率关系能使问题得到快速解决。,变式训练,图542,答案b,考点二理想变压器的动态分析,2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ri2p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。,例2如图543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。v1和v2是理想交流电压表，示数分别用u1和u2表示；a1和a2是理想交流电流表，示数分别用i1和i2表示。下列说法正确的是,图543,ai1和i2表示电流的瞬时值bu1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、i1变小,思路引导抓住哪些量不变。注意原副线圈各量间的决定关系。,答案c,方法总结理想变压器动态问题的处理方法(1)首先抓住三个决定原则：输入电压u1决定输出电压u2；输出电流i2决定输入电流i1；输出功率p2决定输入功率p1。(2)把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻变化。(3)根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化。(4)根据理想变压器的变压规律、交流规律和功率规律判定原线圈电流的变化及输入功率的变化。,2(多选)如图544所示为一理想变压器，s为单刀双掷开关，p为滑动变阻器的滑动触头，u1为加在原线圈上的电压，则,变式训练,图544,a保持u1及p的位置不变，s由a合到b时，i1将增大b保持p的位置及u1不变，s由b合到a时，r消耗的功率将减小c保持u1不变，s合在a处，使p上滑，i1将增大d保持p的位置不变，s合在a处，若u1增大，i1将增大,答案abd,1两类常见情况(1)用电器与原线圈串联，如图545甲所示。(2)用电器与原线圈并联，如图545乙所示。,考点三变压器输入电路问题的分析,图545,2基本关系(1)图甲中：iri1，uuru1。(2)图乙中：iiri1，uuru1。,例3一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220v的正弦交流电源上，如图546所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为u，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则,图546,答案a,误区警示1对用电器与原线圈串联的情况：(1)原线圈的输入电压不等于电源电压；(2)电源的输出功率不等于变压器的输出功率，一般以电流作为线索求解。2对用电器与原线圈并联的情况：(1)电源电流不等于原线圈中电流；(2)电源的输出功率不等于变压器的输出功率，一般以电压为线索求解。,3(2016全国卷)一含有理想变压器的电路如图547所示，图中电阻r1、r2和r3的阻值分别为3、1和