高中物理5.4变压器

第1页第2页1.经过试验观察，了解变压器结构。2.了解变压器工作原理。3.经过试验探究变压器电压与匝数关系。4.了解变压器输入功率与输出功率之间关系，由此推导出原、副线圈电流关系。第3页第4页1．变压器(1)结构：由

和绕在铁芯上两个线圈组成。①原线圈：与

连接线圈。②副线圈：与

连接线圈。［读教材·填关键点］闭合铁芯交流电源负载第5页(2)变压器工作原理：变压器工作基础是

现象，电流经过原线圈时在铁芯中激发磁场不但穿过原线圈，也同时穿过副线圈，因为电流大小、方向在不停改变，铁芯中磁场也在不停改变，改变磁场在副线圈中产生

。(3)作用：改变交变电流

，不改变交变电流

和

。互感感应电动势电压周期频率第6页能量损失匝数降压升压第7页［试身手·夯基础］1．如图5－4－1所表示四个电路，能够实现升压是()图5－4－1第8页解析：由变压器原理可知，改变是交流电电压，A、B错。升压时，副线圈匝数大于原线圈匝数，C错、D对。答案：D第9页2．理想变压器原、副线圈中一定相同物理量有()A．交流电频率 B．磁通量改变率C．功率 D．交流电峰值解析：变压器原理是电磁感应现象，对理想变压器，没有漏磁和发烧现象，故原、副线圈频率相同、磁通量相同、磁通量改变率相同、功率相等，故选项A、B、C正确。答案：ABC第10页3．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确是 ()A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量改变率相等C．原、副线圈每一匝产生电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈输入、输出功率之比为1∶1第11页解析：对于理想变压器，可认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈交变磁通量相同，磁通量改变率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，才造成电压与匝数成正比；D选项能够认为忽略热损耗，故输入功率等于输出功率。答案：BD第12页第13页1．理想变压器特点(1)变压器铁芯内无漏磁。(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。(3)铁芯在交变磁场作用下不发烧。第14页第15页第16页6．互感器(1)电压互感器：用来把高电压变成低电压，副线圈比原线圈匝数少，它原线圈并联在高压电路上，副线圈接入交流电压表，如图5－4－2甲所表示。(2)电流互感器：用来把大电流变成小电流，副线圈比原线圈匝数多，原线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图5－4－2乙所表示。第17页图5－4－2第18页[名师点睛](1)变压器能够改变交变电流电压，不能改变交变电流周期和频率。(2)变压器原、副线圈电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间关系，对于某时刻瞬时值其关系式不成立。(3)变压器高电压线圈匝数多而导线细，低电压线圈匝数少而导线粗，这是区分高、低电压线圈方法。第19页1．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图5－4－3所表示。副线圈仅接入一个10Ω电阻。则()图5－4－3第20页第21页[审题指导]解答本题时应把握以下三点：(1)正弦式交变电流峰值与有效值关系。(2)变压器原、副线圈电压与匝数关系。(3)电流表示数、电热和功率需用交变电流有效值计算。第22页第23页第24页对于理想变压器来说，变压公式和输入功率等于输出功率是普通适用规律，对于有几个副线圈理想变压器，电流公式就不能使用了。第25页第26页3．负载制约(1)变压器副线圈中功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；(2)变压器副线圈中电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；(3)总功率P入＝P线＋P2即变压器输入功率是由输出功率决定。第27页4．对理想变压器进行动态分析两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻改变情况，进行动态分析次序是：R→I2→P2→P1→I1。(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比改变情况，进行动态分析次序是：n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。第28页[名师点睛](1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。(2)能够把理想变压器副线圈看做给用户供电无阻电源，对负载电路进行动态分析时，能够参考直流电路动态分析方法。第29页2．(·福建高考)如图5－4－4所表示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，副线圈电路中R0为定值图5－4－4电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。以下说法正确是()第30页A．I1和I2表示电流瞬间值B．U1和U2表示电压最大值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变小第31页[思绪点拔]解答本题时应注意以下三点：(1)交流电表示数与交流电四值对应关系。(2)交流电压表示数由输入电压和变压器匝数比决定。(3)交流电流表示数与负载电阻关系。第32页[答案]C第33页