人教版高中物理选必修二第3章第3节变压器（第1课时）课件(共25)

第三章交变电流变压器第三节（第1课时）第三章交变电流在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而我们国家民用统一供电电压是220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？创设情境工作电压220V工作电压5V工作电压6V生活中的变压器街头变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器从发电厂发出的电从传输到用户需要各种不同的电压，因此需要不同规格的变压器，这些变压器变压的规律是什么呢？今天用实验探究可拆式变压器变压的规律：原副线圈两端的电压U1、U2同匝数n1、n2有什么关系？n1n2原理探究第一部分原理探究活动1：请画出本实验的实验电路图。活动2.为探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，实验采用什么研究方法？控制变量法猜想：实验目的：原副线圈两端的电压U1、U2同匝数n1、n2的关系原理探究活动3.本实验中需要用到哪些实验器材？低压交流电源(小于12V)1个、可拆变压器1个(如图甲、乙所示)、多用电表(交流电压挡)2个、开关、导线若干。实验器材连线如右下图所示。实验器材连线图实验过程第二部分实验过程一、进行实验1.如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。2.保持原线圈匝数不变，用多用电表电压挡测量原线圈电压，并记录在表格中。3.改变副线圈匝数，用多用电表测量副线圈的电压，把匝数、电压的对应数据记录在表格中。4.保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，重复步骤2、3。【实验步骤】实验过程一、进行实验【注意事项】1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，不能用手接触裸露的导线和接线柱。3.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。实验过程二、数据记录与分析1.将不同的原、副线圈接入电路，测出线圈两端的电压并填入下表。实验次数原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈电压U1副线圈电压U2n1/n2U1/U218004008V3.68V22.228001008V0.90V88.932001008V3.61V22.2414001008V0.50V1416

实验过程二、数据记录与分析2.由表格数据可以得出什么结论？(1)从实验数据来看，原副线圈电压之比是否等于它们的匝数之比？(2)实验数据没有严格遵从这样的规律，是为什么？在误差允许的范围内，原副线圈电压之比近似等于它们的匝数之比误差分析第三部分误差分析误差分析1.由于漏磁，通过原、副线圈每一匝的磁通量不严格相等造成误差。2.原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)造成误差。3.铁芯中有磁损耗，产生涡流造成误差。4.电表的读数存在误差。【思考讨论】在实际的实验中，实验数据会存在一定误差，请思考导致误差存在的可能原因有哪些？应用拓展第四部分教材原型实验1(2025·甘肃白银高二期末)某实验小组用可拆变压器做“探究变压器原、副线圈两端的电压和匝数的关系”的实验，可拆变压器零部件和组装后的变压器如图所示。(1)在下列给出的器材中，本实验需要用到的有

。A.干电池 B.学生电源C.直流电压表 D.多用电表(2)本实验通过改变原、副线圈匝数来探究原、副线圈两端的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是

。A.控制变量法 B.等效替代法 C.整体隔离法例1解析：(1)变压器原线圈需要输入交流电压，干电池只能输出恒定直流电压，学生电源可以输出交流电压，故A错B正确；变压器副线圈输出交流电压，所以选多用电表可以测交流电压，故C错D正确。教材原型实验1(2025·甘肃白银高二期末)某实验小组用可拆变压器做“探究变压器原、副线圈两端的电压和匝数的关系”的实验，可拆变压器零部件和组装后的变压器如图所示。(3)某次用匝数na＝400匝和nb＝800匝的线圈进行实验，测量的数据如下表所示，原线圈的匝数为

(选填“na”或“nb”)。可得出结论：

。例1Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98解析：(3)由题表数据可知，变压器并非理想变压器即有能量损失，所以原线圈匝数为nb，在误差允许范围内，原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数之比。线圈和铁芯有一定的电阻且存在漏磁nb教材原型实验1某同学用匝数可调的可拆变压器来探究“变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。(1)下列操作正确的是

。A.原线圈接学生电源直流电压，多用电表置于直流电压挡B.原线圈接学生电源交流电压，多用电表置于交流电压挡(2)如图甲所示，一变压器的副线圈匝数模糊不清，该同学为确定其匝数，原线圈选择“0”“8”(×100匝)接线柱，测得电源电压为10.0V，副线圈电压为4.9V，则此时接入的副线圈可能是

。A.“0”“2”接线柱B.“0”“4”接线柱例2解析：(1)变压器通入交变电流才能正常工作，原线圈接学生电源交流电压，多用电表置于交流电压挡，B正确。(2)原线圈的电压为10.0V，副线圈的电压为4.9V，U1/U2≈2:1，根据U1/U2＝n1:n2，可知原、副线圈的匝数比为2∶1，变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，则副线圈接“0”和“4”两个接线柱，故A错误，B正确。教材原型实验1(3)如图乙所示，探究铁芯在变压器中的用途时，该同学先将上方的铁芯取出，再将铁芯缓慢向左水平推入，则观察到小灯泡亮度变化与铁芯作用分析正确的是。A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.铁芯能够提高能量的传送效率D.若将铁芯换成等大的铜块，则实验现象更明显(4)你认为该实验系统误差主要来源

(写出一条即可)。例2解析：(3)将铁芯缓慢向左水平推入的过程中，线圈中的磁场增强，感应电动势增大，灯泡两端的电压增大，小灯泡变亮，变压器的铁芯的作用是导磁，减少漏磁，能够提高能量的传送效率，故A、C正确，B错误；铜不能被磁化，因此不能导磁，若将铁芯换成等大的铜块，则实验现象并不会更明显，故D错误。(4)实验的系统误差主要来源是线圈和铁芯有一定的电阻且存在漏磁。线圈和铁芯有一定的电阻且存在漏磁教材原型实验1在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示。(1)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，请把求出的结果填在表格中。(2)本实验可得出结论：在误差允许的范围内，变压器原、副线圈电压与匝数的关系为

(用题目中给出的字母表示)。针对练1实验序号原线圈两端的电压U1(V)副线圈两端的电压U2(V)

13.98.21∶2.125.911.81∶2.037.815.21:1.9拓展创新实验2

某研究性学习小组的同学想用220V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个能使交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台“220V6V”的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。(1)没说明书他不知道如何接线。你觉得正确接法是a、d端接

(选填“220V”或“6V”)。(2)这台“220V6V”的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是

匝。例3解析：(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小能量损耗，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρl/S可知，引线要粗，故a、d端接6V。(2)根据变压器匝数与电压的关系知，若理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是11000匝。6V11000拓展创新实验2

(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数n1＝80匝和n2＝160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如表，则接电源的是

(选填“n1”或“n2”)。例36VU1/V1.802.803.80U2/V4.006.018.02拓展创新实验2有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个线圈A、B(内部导线电阻率、横截面积相同)，线圈外部还可以绕线。(1)某同学用一多用电表的同一电阻挡先后测量了A、B线圈中“0，14”“0，4”的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断

(选填“A”或“B”)线圈的总匝数较多。针对练2A拓展创新实验2(2)如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的总匝