5.4 变压器(人教高中选修3-2)
文档属性
| 名称 | 5.4 变压器(人教高中选修3-2) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 599.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-10-25 16:48:48 | ||
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文档简介
课件39张PPT。1.通过实验观察，了解变压器的构造。
2.理解变压器的工作原理。
3.通过实验探究变压器的电压与匝数的关系。
4.理解变压器的输入功率与输出功率之间的
关系，由此推导出原、副线圈的电流关系。1．变压器
(1)构造：由 和绕在铁芯上的两个线圈组成。
①原线圈：与 连接的线圈。
②副线圈：与 连接的线圈。
［读教材·填要点］闭合铁芯交流电源负载 (2)变压器的工作原理：变压器工作的基础是 现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 。
(3)作用：改变交变电流的 ，不改变交变电流的 和 。互感感应电动势电压周期频率能量损失匝数降压升压［试身手·夯基础］1．如图5－4－1所示的四个电路，能够实现升压的是( )
图5－4－1解析：由变压器的原理可知，改变的是交流电的电压，A、B错。升压时，副线圈的匝数大于原线圈的匝数，C错、D对。
答案：D2．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )
A．交流电的频率 B．磁通量的变化率
C．功率 D．交流电的峰值
解析：变压器的原理是电磁感应现象，对理想变压器，没有漏磁和发热现象，故原、副线圈频率相同、磁通量相同、磁通量的变化率相同、功率相等，故选项A、B、C正确。
答案：ABC3．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正
确的是 ( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为
1∶1解析：对于理想变压器，可认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D选项可以认为忽略热损耗，故输入功率等于输出功率。
答案：BD1．理想变压器的特点
(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)铁芯在交变磁场的作用下不发热。 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，它的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乙所示。图5－4－2 [名师点睛]
(1)变压器可以改变交变电流的电压，不能改变交变电流的周期和频率。
(2)变压器原、副线圈的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的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，这是区别高、低电压线圈的方法。 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所示。副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则 ( )图5－4－3[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的关系。
(2)变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
(3)电流表示数、电热和功率需用交变电流有效值计算。 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的规律，对于有几个副线圈的理想变压器，电流公式就不能使用了。 3．负载制约
(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；
(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；
(3)总功率P入＝P线＋P2
即变压器的输入功率是由输出功率决定的。 4．对理想变压器进行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的情况，进行动态分析的顺序是：R→I2→P2→P1→I1。
(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比变化的情况，进行动态分析的顺序是：n1、n2→U2→I2→P2→
P1→I1。 [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)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。 2．(2012·福建高考)如图5－4－4
所示，理想变压器原线圈输入电压u
＝Umsin ωt，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。下列说法正确的是 ( )A．I1和I2表示电流的瞬间值
B．U1和U2表示电压的最大值
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[思路点拔] 解答本题时应注意以下三点：
(1)交流电表的示数与交流电四值的对应关系。
(2)交流电压表的示数由输入电压和变压器匝数比决定。
(3)交流电流表的示数与负载电阻的关系。[答案] C (1)对于电压大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈的匝数确定。
(2)P1、P2、I1、I2的判断，往往都与R的大小有关，对P1、I1的确定，需从P2、I2入手。点击此图片进入“随堂检测 归纳小结”点击此图片进入“课下作业 综合提升”
2.理解变压器的工作原理。
3.通过实验探究变压器的电压与匝数的关系。
4.理解变压器的输入功率与输出功率之间的
关系，由此推导出原、副线圈的电流关系。1．变压器
(1)构造：由 和绕在铁芯上的两个线圈组成。
①原线圈：与 连接的线圈。
②副线圈：与 连接的线圈。
［读教材·填要点］闭合铁芯交流电源负载 (2)变压器的工作原理：变压器工作的基础是 现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 。
(3)作用：改变交变电流的 ，不改变交变电流的 和 。互感感应电动势电压周期频率能量损失匝数降压升压［试身手·夯基础］1．如图5－4－1所示的四个电路，能够实现升压的是( )
图5－4－1解析：由变压器的原理可知，改变的是交流电的电压，A、B错。升压时，副线圈的匝数大于原线圈的匝数，C错、D对。
答案：D2．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )
A．交流电的频率 B．磁通量的变化率
C．功率 D．交流电的峰值
解析：变压器的原理是电磁感应现象，对理想变压器，没有漏磁和发热现象，故原、副线圈频率相同、磁通量相同、磁通量的变化率相同、功率相等，故选项A、B、C正确。
答案：ABC3．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正
确的是 ( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为
1∶1解析：对于理想变压器，可认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D选项可以认为忽略热损耗，故输入功率等于输出功率。
答案：BD1．理想变压器的特点
(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)铁芯在交变磁场的作用下不发热。 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，它的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乙所示。图5－4－2 [名师点睛]
(1)变压器可以改变交变电流的电压，不能改变交变电流的周期和频率。
(2)变压器原、副线圈的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的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，这是区别高、低电压线圈的方法。 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所示。副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则 ( )图5－4－3[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的关系。
(2)变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
(3)电流表示数、电热和功率需用交变电流有效值计算。 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的规律，对于有几个副线圈的理想变压器，电流公式就不能使用了。 3．负载制约
(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；
(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；
(3)总功率P入＝P线＋P2
即变压器的输入功率是由输出功率决定的。 4．对理想变压器进行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的情况，进行动态分析的顺序是：R→I2→P2→P1→I1。
(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比变化的情况，进行动态分析的顺序是：n1、n2→U2→I2→P2→
P1→I1。 [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)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。 2．(2012·福建高考)如图5－4－4
所示，理想变压器原线圈输入电压u
＝Umsin ωt，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。下列说法正确的是 ( )A．I1和I2表示电流的瞬间值
B．U1和U2表示电压的最大值
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[思路点拔] 解答本题时应注意以下三点：
(1)交流电表的示数与交流电四值的对应关系。
(2)交流电压表的示数由输入电压和变压器匝数比决定。
(3)交流电流表的示数与负载电阻的关系。[答案] C (1)对于电压大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈的匝数确定。
(2)P1、P2、I1、I2的判断，往往都与R的大小有关，对P1、I1的确定，需从P2、I2入手。点击此图片进入“随堂检测 归纳小结”点击此图片进入“课下作业 综合提升”