2020学年高中物理鲁科版选修32第4章42变压器ppt课件

1、自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 第第2节变压器节变压器 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 1了解变压器的构造，理解变压器的工作原理了解变压器的构造，理解变压器的工作原理 2理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律 解决实际问题解决实际问题 3了解自耦变压器的工作原理了解自耦变压器的工作原理 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 互感互感 交变电流交变电流 自主

2、学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 匝数之比匝数之比 低低 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 连续调节连续调节 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 一、变压器的原理一、变压器的原理 1变压器的结构变压器的结构 如图如图421所示为变压器的示意图和变压器在电路图所示为变压器的示意图和变压器在电路图 中的符号中的符号 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 (

3、1)变压器的构造：变压器的构造： 闭合铁芯，原线圈闭合铁芯，原线圈(匝数用匝数用n1表示表示)、副线圈、副线圈(匝数用匝数用n2表表 示示)， 输入电压是输入电压是U1，输出电压是，输出电压是U2，两个线圈都绕在叠合，两个线圈都绕在叠合 而成的硅钢片上，硅钢片都涂有绝缘漆而成的硅钢片上，硅钢片都涂有绝缘漆 (2)原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做初级线原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做初级线 圈圈 (3)副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做次级线副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做次级线 圈圈 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂

4、对点演练 2变压器的工作原理变压器的工作原理 变压器的变压原理是电磁感应变压器的变压原理是电磁感应 当原线圈加上交流电时，原线圈中就有交变电流，它在当原线圈加上交流电时，原线圈中就有交变电流，它在 铁芯中产生交变的磁通量，在原副线圈中都产生感应电动铁芯中产生交变的磁通量，在原副线圈中都产生感应电动 势如果副线圈是闭合的，则副线圈中将有交变的感应电流，势如果副线圈是闭合的，则副线圈中将有交变的感应电流， 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 应电动势由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然应电动势由于这种互相感应的互感现

5、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磁通量不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈磁通量 转换方式为：原线圈电能转换方式为：原线圈电能磁场能磁场能副线圈电能副线圈电能 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 特别提醒理想变压器应具备的条件特别提醒理想变压器应具备的条件 1原副线圈没有电阻原副线圈没有电阻 2无磁通量漏失无磁通量漏失 3铁芯不发热铁芯不发热 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析

6、活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 (4)当当n2n1时，时，U2U1，这种变压器使电压升高，叫，这种变压器使电压升高，叫 升压变压器升压变压器 当当n2n1时，时，U2U1，这种变压器使电压降低，叫降，这种变压器使电压降低，叫降 压变压器压变压器 2理想变压器原、副线圈的功率关系理想变压器原、副线圈的功率关系 根据能量守恒，理想变压器工作时，它的输入功率等于根据能量守恒，理想变压器工作时，它的输入功率等于 输出功率，即输出功率，即P入入P出，出，P入随入随P出的增大而增大出的增大而增大 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点

7、演练 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 三、自耦变压器三、自耦变压器 如图如图422所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是 高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为 降压变压器使用降压变压器使用 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 教材资料分析教材资料分析 迷你实验室迷你实验室 变压器铁芯的导磁作用变压器铁芯的导磁作用 准备可拆变压器、低压交流电源、小灯泡及导线若干准备

8、可拆变压器、低压交流电源、小灯泡及导线若干 如图如图413所示，去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺所示，去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺 钉，并将横条放在钉，并将横条放在形铁芯的形铁芯的A侧上侧上 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 变压器左边绕组接变压器左边绕组接12 V低压交流电源，右边绕组接一个低压交流电源，右边绕组接一个 额定电压为额定电压为36 V的小灯泡观察小灯泡的亮度的小灯泡观察小灯泡的亮度 把横条慢慢推向把横条慢慢推向B，直至与，直至与B完全闭合，观察在此过程完全闭合，观察在此过程 中小灯泡变亮还是变暗中小灯泡变亮还是

9、变暗 你能解释观察到的现象吗？你能解释观察到的现象吗？ 点拨当横条慢慢推向点拨当横条慢慢推向B的过程中，小灯泡逐渐变亮，的过程中，小灯泡逐渐变亮， 当与当与B完全闭合时，小灯泡最亮这是因为横条的存在使大部分完全闭合时，小灯泡最亮这是因为横条的存在使大部分 磁感线通过横条与磁感线通过横条与B构成回路，横条离构成回路，横条离B越近，穿过横条与越近，穿过横条与B的的 磁感线的条数越多，当横条与磁感线的条数越多，当横条与B闭合后，几乎所有的磁感线都通闭合后，几乎所有的磁感线都通 过横条与过横条与B形成闭合回路使通过形成闭合回路使通过B的磁通量变化率增大，的磁通量变化率增大，B线线 圈产生的感应电动势也

10、增大，故小灯泡逐渐变亮直至形成回圈产生的感应电动势也增大，故小灯泡逐渐变亮直至形成回 路时小灯泡最亮路时小灯泡最亮 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 迷你实验室迷你实验室 定性探究变压器电压与匝数的关系定性探究变压器电压与匝数的关系 如图如图416所示，将可拆变压器的横条和一组匝数较少所示，将可拆变压器的横条和一组匝数较少 (如左边如左边)的绕组取出，再把连接好灯座的较长导线的绕组取出，再把连接好灯座的较长导线(约约5 m)套入套入 铁芯的左边铁芯的左边 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂

11、对点演练课堂对点演练 (1)将长导线按顺时针方向一匝一匝地绕在铁芯的左边，将长导线按顺时针方向一匝一匝地绕在铁芯的左边， 边绕边观察小灯泡的发光情况边绕边观察小灯泡的发光情况 (2)待小灯泡发出耀眼的强光后，再按逆时针方向一匝一待小灯泡发出耀眼的强光后，再按逆时针方向一匝一 匝地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况匝地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况 观察到的实验现象是：观察到的实验现象是： _. 得出的结论是：得出的结论是： _. 点拨观察到的实验现象：随着绕在铁芯上的线圈匝数点拨观察到的实验现象：随着绕在铁芯上的线圈匝数 的增大，灯泡逐渐变亮，随着匝数的减少，灯泡越来越暗的增大，灯泡逐

12、渐变亮，随着匝数的减少，灯泡越来越暗 得出的结论：线圈的电动势随着匝数的增多而增大，随得出的结论：线圈的电动势随着匝数的增多而增大，随 着匝数的减少而降低着匝数的减少而降低 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 答案答案C 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 【变式【变式1】 一台

13、理想变压器，其原线圈一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈匝，副线圈 440匝，并接一个匝，并接一个100 的负载电阻，如图的负载电阻，如图424所示所示 (1)当原线圈接在当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为直流电源上时，电压表示数为 _V，电流表示数为，电流表示数为_A. (2)当原线圈接在当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为交流电源上时，电压表示数为 _V，电流表示数为，电流表示数为_A此时输入功率为此时输入功率为 _W，变压器效率为，变压器效率为_ 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 答案答案(1

14、)00(2)440.4419.36100% 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 【典例【典例2】 如图如图425所示，一台有两个副线圈的变压所示，一台有两个副线圈的变压 器，原线圈匝数器，原线圈匝数n11 100匝接入电压匝接入电压U1220 V的电路中的电路中 (1)要求在两个副线圈上分别得到电压要求在两个副线圈上分别得到电压U26 V，U3 110 V，它们的匝数，它们的匝数n2，n3分别为多少？分别为多少？ (2)若在两副线圈上分别接上若在两副线圈上分别接上“6 V 20 W”“110 V 60 W 的两个用电器，原线圈的输入

15、电流为多少？的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 答案答案(1)30匝匝550匝匝(2)0.36 A 借题发挥多绕组变压器中，原、副线圈间电压与匝数借题发挥多绕组变压器中，原、副线圈间电压与匝数 的关系仍成立；但电流与匝数的关系不成立可以借助的关系仍成立；但电流与匝数的关系不成立可以借助P入入P 出，即出，即U1I1U2I2U3I3分析问题分析问题 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 【变式【变式2】 如图如图426所示，理想变压器三

16、个线圈的匝所示，理想变压器三个线圈的匝 数之比为数之比为n1 n2 n310 5 1，其中，其中n1接到接到220 V的交流电源的交流电源 上，上，n2和和n3分别与电阻分别与电阻R2、R3组成闭合回路已知通过电阻组成闭合回路已知通过电阻R3 的电流的电流I32 A，电阻，电阻R2110 ，求通过电阻，求通过电阻R2的电流的电流I2和通和通 过原线圈的电流过原线圈的电流I1. 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 答案答案1 A0.7 A 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练

17、 【典例【典例3】 如图如图427所示为一理想变压器，所示为一理想变压器，K为单刀为单刀 双掷开关，双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈的电为加在原线圈的电 压，那么压，那么() A保持保持U1及及P的位置不变，的位置不变，K由由a合到合到b时，时，I1将增大将增大 B保持保持P的位置及的位置及U1不变，不变，K由由b合到合到a时，时，R消耗功率消耗功率 将减小将减小 C保持保持U1不变，不变，K合在合在a处，使处，使P上滑，上滑，I1将增大将增大 D保持保持P 的位置不变，的位置不变，K合在合在a处，若处，若U1增大，增大，I1将增将增 大大 自主学习

18、自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 借题发挥借题发挥(1)对于电压的大小，条件充分时只需根据原对于电压的大小，条件充分时只需根据原 线圈电压及原、副线圈的匝数确定线圈电压及原、副线圈的匝数确定 (2)P1、P2、I1、I2的判断往往都与的判断往往都与R的大小有关，对的大小有关，对 P1、I1的确定，需从的确定，需从P2、I2入手入手 (3)各物理量的制约关系：在变压比一定时，当输入电压各物理量的制约关系：在变压比一定时，当输入电压 一定，则输出

19、电压一定，当负载变化时，输出电流变化，输出一定，则输出电压一定，当负载变化时，输出电流变化，输出 功率变化，故输入电流，输入功率也相应变化功率变化，故输入电流，输入功率也相应变化 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 【变式【变式3】 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电 压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流设原线圈的电流 为为I1，输入功率为，输入功率为P1，副线圈的电流为，副线圈的电流为I2，输出功率为，输出功率为P2，当，当R 增大时增

20、大时 () AI1减小，减小，P1增大增大 BI1减小，减小，P1减小减小 CI2增大，增大，P2减小减小 DI2增大，增大，P2增大增大 答案答案B 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 变压器的基本规律变压器的基本规律 1.某变电站用原、副线圈匝数比为某变电站用原、副线圈匝数比为n1 n2的变压器，将的变压器，将 远距离输送的电能送给用户，如图远距离输送的电能送给用户，如图428所示，将变压器看作所示，将变压器看作 理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是() A原、副线圈电

21、压比为原、副线圈电压比为n2 n1 B原、副线圈电流比为原、副线圈电流比为n1 n2 C原、副线圈电压比为原、副线圈电压比为n1 n2 D变压器的输入功率与输出功率的比为变压器的输入功率与输出功率的比为n1 n2 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 解析电压之比等于匝数之比，理想变压器输入功率等解析电压之比等于匝数之比，理想变压器输入功率等 于输出功率，所以电流之比等于电压之比的反比，即等于线圈于输出功率，所以电流之比等于电压之比的反比，即等于线圈 匝数之比的反比匝数之比的反比 答案答案C 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分

22、类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 多绕组变压器多绕组变压器 2. 如图如图429所示，理想变压器铁芯上绕有所示，理想变压器铁芯上绕有A、B、C 三个线圈，匝数比为三个线圈，匝数比为nA nB nC4 2 1，在线圈，在线圈B和和C的两的两 端各接一个相同的电阻端各接一个相同的电阻R，当线圈，当线圈A与交流电源连通时，交流电与交流电源连通时，交流电 流表流表A2的示数为的示数为I0，则交流电表，则交流电表A1的读数为的读数为_I0. 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 答案答案0.625 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 答案答案BC 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页规范训练活页规范训练课堂对点演练课堂对点演练 4.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将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，副线圈连接相原