高中物理-高中物理选修3-2 第五章第四节 变压器教学课件设计

变压器人教版高中物理选修3——2第五章第4节学习目标1.知识与技能：１）知道变压器的基本构造２）理解变压器的工作原理３）探究并应用变压器的各种规律2.过程与方法：１）能熟练应用控制变量法解决多变量问题２）进一步掌握科学探究的一般思路3.情感态度与价值观：１）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度知识储备1.产生感应电动势的条件是什么？2.法拉第电磁感应定律的内容是什么？3.什么是互感现象？用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管1~2万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管3~4万伏

想一想：这些用电器所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？生活中需要各种电压变压器形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器一.变压器1.示意图

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯2.构造：（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈：其匝数用n1表示，输入电压用U1表示（3）副线圈：其匝数用n2表示，输出电压用U2表示电路图中符号n1n2问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？

问题2：既然变压器原副线圈不相通，那么变压器是如何变压的呢？铁芯与线圈互相绝缘

U1U2

∽n1n2∽U1U2U1U1U1U2U1U2U1U2思考：若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2

？变压器就是改变交流电压的设备3.变压器的工作原理(2)能量转化：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。原线圈副线圈铁芯∽

U1U2n1n2∽(1)互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象想一想：变压器在改变电压时，原副线圈的电压与什么因素有关？二.实验探究：原副线圈电压与匝数的关系组数U1(V)n1(匝)n2(匝)U2(V)11040020021040080031010080048100800分析归纳得出结论：在误差范围内，原、副线圈电压之比等于原、副线圈匝数之比理想变压器

如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。无铜损、铁损、磁损（没有能量损失的变压器）三.理想变压器的规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/t若不考虑原副线圈的内阻有

U1=E1

U2=E2

理想变压器原副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的匝数之比n2>n1U2>U1-----升压变压器n2<n1U2<U1-----降压变压器1.电压关系：针对练习：一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝，与220V的电源相连，当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时，能够正常发光。则变压器副线圈匝数为（）A.36匝B.72匝C.720匝D.1440匝C2.功率关系：理想变压器输出功率等于输入功率即:U1I1=U2I2即P1=P2（P原=P副）3.电流关系：依P1=P2及P=UI得:或n1I1=n2I2

注：变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的制约关系1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P22.U1由电源决定；U2由U1和匝数比决定；

3.I2由U2和负载决定；I1由I2和匝数比决定；

U1I1I2n1n2U2R1803A例：一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。针对练习：如图所示，理想变压器的输入端电压

u=311sin100πt（V），原副线圈的匝数之比为n1：n2=10：1；若图中电流表读数为

2A，则（）A．电压表读数为220V

B．电压表读数为22VC．变压器输出功率为44WD．变压器输入功率为440WBC四.几种常用变压器1.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器问题1：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？

自耦变压器的原副线圈共用一个线圈问题2：如何测量高压线上的交流电压、电流？2.互感器

A电流互感器电压互感器V

使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数

使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数钳式电流仪图（a）A铁芯图（b）C例：钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A一.变压器的构造及工作原理：

1．示意图

2．构造：3.工作原理（1）互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生