202X学年高中物理第二章交变电流5变压器课件教科版选修3_2

1、5变压器第二章交变电流学习目标知识探究典例精析达标检测1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系.一、变压器的原理及电压与匝数的关系如图1所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)通过开关连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路，接通电源，小灯泡能发光.知识探究导学探究导学探究图1答案(1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？答案答案当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性

2、变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.答案(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？知识梳理知识梳理互感现象答案变化恒定(多项选择)关于变压器，以下说法正确的选项是()A.变压器也可以改变恒定电压B.变压器由绕在同一闭合铁芯上的假设干线圈构成C.变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电 源作用D.假设原线圈电压U1220 V，原、副线圈匝数比为4 1，那么副线圈电压 为55 V即学即用即学即用解析答案二、理想变压器的根本规律阅读教材答复以下三个问题：(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副

3、线圈中的功率有什么关系？答案理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上答案理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差异，忽略变压器自身的能量损耗的分压，忽略原、副线圈磁通量的差异，忽略变压器自身的能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入入P出出.导学探究导学探究答案(2)根据能量守恒推导，只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.答案答案由能量守恒有P入P出，即U1I1U2I2.答案(3)根据能量守恒推导，有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.答案答案假设有多个副线圈，那

4、么答案假设有多个副线圈，那么P1P2P3，即，即U1I1U2I2U3I3将将U1 U2 U3 n1 n2 n3 代入得代入得n1I1n2I2n3I3知识梳理知识梳理P入P出U2I2答案n1I1n2I2n3I3一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流.两个线圈的匝数比为40 1，那么变压器原线圈中的电流和副线圈中的输出电压及输出功率是()A.5 A,250 V,50 kWB.5 A,10 kV,50 kWC.200 A,250 V,50 kWD.200 A,10 kV,2103 kW解析答案即学即用即学即用返回答案答案A返回例例1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确

5、的选项是关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的选项是 ( )A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地 传送电能传送电能B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险C.变压器不改变交流电的频率，只改变电压大小变压器不改变交流电的频率，只改变电压大小D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出一、变压器原理的理解典例精析解析答案解析解析铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产

6、生较多的热量从而烧坏变压器.ACD解析答案二、理想变压器根本关系的应用图2A.电压表读数为282 VB.电压表读数为28.2 VC.输入功率为56.4 WD.输入功率为40 W归纳总结归纳总结答案答案D归纳总结例例3如图如图3所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动和滑动变阻器变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为在原线圈上加一电压为U的正弦交的正弦交流电，那么流电，那

7、么()三、理想变压器中的动态分析图3A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小归纳总结解析答案答案答案BC归纳总结归纳总结对理想变压器进展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，进展动态分析的顺序是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，进展动态分析的顺序是n1、n2U2I2P出P入I1.A.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数

8、变大B.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小例例4调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图4所示所示.线圈线圈AB绕在一绕在一个圆环形的铁芯上个圆环形的铁芯上.AB间加上正弦交流电压间加上正弦交流电压U，移动滑动触头，移动滑动触头P的位置，就的位置，就可以调节输出电压可以调节输出电压.在输出端连接了滑动变阻器在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为器的滑动触头为Q，那么，那么

9、()四、几种常见的变压器解析答案图4例例5图图5甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，以下说法中正确的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，以下说法中正确的选项是选项是()图5A.线圈匝数n1n2，n3n2，n3n4C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路返回解析答案总结提升解析题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，解析题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1n2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，为电流互感

10、器，是升压变压器，n3n4，题图乙中的电表为电流表，应，题图乙中的电表为电流表，应选项选项C、D正确正确.答案答案CD总结提升总结提升1.电压互感器应并联接入电路；电流互感器应串联接入电路.2.电压互感器是把高电压变成低电压，故原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2.3.电流互感器是把大电流变成小电流，故原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2.返回1.如图6所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1 n24 1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表 的示数是12 mA，那么副线圈中电流表 的示数是()达标检测解析答案图6A.3 mA B.48 mAC.零 D.与R的阻值有关解析解析当导线在平行导轨上匀速

11、运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C正确.答案答案CA.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 AC.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A解析答案2.如图7所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20 1，两个标有“12 V6 W的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是 ()图73.钳式电流表的外形和构造如图8a、b所示.图b中电流表的读数为1.2 A，图c中用同一电缆线绕了3匝，那么()图8解析答案A.这种电流表能测直流电流，图c的读数为2.4 AB

12、.这种电流表能测交变电流，图c的读数为0.4 AC.这种电流表能测交变电流，图c的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流， 图c的读数为3.6 A解析钳式电流表利用了变压器的工作原理，因此钳式电流表只能测交解析钳式电流表利用了变压器的工作原理，因此钳式电流表只能测交变电流变电流.根据根据n1I1n2I2可知，题图可知，题图b中线圈单匝时，中线圈单匝时， 的读数为的读数为1.2 A.在在题图题图c中绕中绕3匝时，匝时， 的读数应为的读数应为3.6 A，应选项，应选项C正确正确.答案答案C返回图9解析答案解析理想变压器可以变压、变流，但不改变功率和频率；由交变电压解析理想变压器可以变压、变流，但不改变功率和频率；由交变电压的表达式可知，该交变电压的频率为的表达式可知，该交变电压的频率为50 Hz，而产生交变电压的线圈每，而产生交变电压的线圈每转一圈，其电流变向两次，故转一圈，其电流变向两次，故B正确；正确；电压表的示数是有效值，根据理想变压器的变压比等于匝数比可知，该电压表的示数是有效值