物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3 变压器 （共20张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3 变压器 （共20张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 35.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-07 21:34:31 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
1、知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系，会推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系，会用能量的观点理解变压器的工作原理。
2、知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型，进一步体会建立理想模型这种思维方法。
3、经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程，提高科学探究的能力。
学习目标
3.3变压器
生活中用电器的电压
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？
新课引入
充电电压5V
工作电压220V
工作电压6V
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
形形色色的变压器
1、变压器的构造
原线圈
副线圈
①闭合铁芯：绝缘硅钢片叠合而成
②原线圈：
③副线圈：
与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈
与负载相连的线圈，也叫次级线圈
2、变压器的示意图
一、变压器的原理
铁芯作用：磁感线经过铁芯构成磁回路,使整个磁路的磁场强度达到最大。（由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率）
3、变压原理
n1
n2
铁芯
U1
U2
原线圈
副线圈
I1
I2
变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象
（1）变压器能量损耗
（2）理想变压器
P1＝P2
Φ1=Φ2
4、理想变压器
①定义：我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。
①变压器线圈通过电流时会发热；
③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。
②铁芯在交变磁场的作用下也会发热；
②特点：
原副线圈没有电阻； 无磁通量漏失；
铁芯不发热； 是理想化的物理模型。
设穿过原线圈磁通量变化为 Φ1，穿过副线圈磁通量变化为 Φ2。
理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：
U1=E1
U2=E2
ΔΦ1=ΔΦ2
二、电压与匝数的关系
结论：理想变压器，原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比
新课讲授
理想变压器原、副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比
1、电压关系
一个原线圈、多个副线圈的理想变压器，理想变压器中电压与匝数的关系为
三、理想变压器的基本规律（基本关系）
（1）升压变压器:n2＞n1 U2＞U1
（2）降压变压器:n2＜n1 U2＜U1
理想变压器：输出功率等于输入功率
（成立条件：次级只有一个线圈！）
（1）P输出＝P输入
（1）原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比
2、功率关系
P2＝P1
3、电流关系
（2）若有多个副线圈
则电流与匝数关系为 n1I1=n2I2+n3I3+…
（2）若有多个副线圈
I2
n2
U2
I1
n1
U1
I3
n3
U3
U1
U2
I2
I1
4、电压、电流、功率之间的因果关系
①U1由电源决定
②U2由U1和匝数比决定：
③I2由U2和负载决定：
④I1由I2和匝数比决定：
⑤输入功率P1由输出功率P2决定：
P1＝P2
P1
街头变压器给用户供电示意图
1、U1和n1、n2不变可知：U2不变
2、由于负载电阻减小，变压器的输出功率变大，
3、P2=I2U2可得：I2变大
4、P1=P2，P1=I1U1可得：I1变大
课后习题：5题
5、几种常用变压器
(1)自耦变压器:
U2
U1
A
B
P
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
(2)互感器:
A
V
电流互感器
电压互感器
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
(2020·浙江1月选考)如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为( )
B
1.变压器原理：
2.理想变压器特点：
利用互感现象实现电能到磁场能到电能的转化和传递
①变压器铁芯内无漏磁
②原、副线圈不计内阻
③忽略铁芯产生的热量
3.理想变压器规律：
①功率关系：
P入= P出
②频率关系：
f 1 = f 2
③电压关系：
④电流关系：
次级只有一个线圈
课堂练习
练习、如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是（ ）A．电流表的示数为1 AB．原线圈的输入功率为
C．电压表的示数为
D．副线圈输出交流电的周期为50s
A
练习、(多选)如图所示，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Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦式交流电源，则( )
A.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
BC
课堂练习
练习、（多选）如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，电流表、电压表均为理想电表，R是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小）。原线圈接入电压随时间按 变化的交流电，下列说法正确的是（ ）A．交流电的频率为100HzB．电压表的示数为110VC．照射R的光强度增大时，电流表的示数变大D．照射R的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得更亮
BC
练习、某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙所示是其输入电压u的变化规律已知滑动触头P0在图示位置时，原、副线圈的匝数比为n1:n2=10:1，电阻R=22Ω。下列说法正确的是（ ）
A．通过R的交变电流的频率为100Hz
B．电流表A2的示数为2A
C．此时变压器的输入功率为22W
D．将P0沿逆时针方向转动一些，电流表A1的示数变小
C
课堂练习
练习、如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1000，两个副线圈的匝数分别为n2 = 50和n3 = 100，L1是“6V，2W”的小灯泡，L2是“12V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为（ ）A． B．
C． D．
C
1、知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系，会推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系，会用能量的观点理解变压器的工作原理。
2、知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型，进一步体会建立理想模型这种思维方法。
3、经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程，提高科学探究的能力。
学习目标
3.3变压器
生活中用电器的电压
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？
新课引入
充电电压5V
工作电压220V
工作电压6V
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
形形色色的变压器
1、变压器的构造
原线圈
副线圈
①闭合铁芯：绝缘硅钢片叠合而成
②原线圈：
③副线圈：
与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈
与负载相连的线圈，也叫次级线圈
2、变压器的示意图
一、变压器的原理
铁芯作用：磁感线经过铁芯构成磁回路,使整个磁路的磁场强度达到最大。（由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率）
3、变压原理
n1
n2
铁芯
U1
U2
原线圈
副线圈
I1
I2
变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象
（1）变压器能量损耗
（2）理想变压器
P1＝P2
Φ1=Φ2
4、理想变压器
①定义：我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。
①变压器线圈通过电流时会发热；
③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。
②铁芯在交变磁场的作用下也会发热；
②特点：
原副线圈没有电阻； 无磁通量漏失；
铁芯不发热； 是理想化的物理模型。
设穿过原线圈磁通量变化为 Φ1，穿过副线圈磁通量变化为 Φ2。
理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：
U1=E1
U2=E2
ΔΦ1=ΔΦ2
二、电压与匝数的关系
结论：理想变压器，原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比
新课讲授
理想变压器原、副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比
1、电压关系
一个原线圈、多个副线圈的理想变压器，理想变压器中电压与匝数的关系为
三、理想变压器的基本规律（基本关系）
（1）升压变压器:n2＞n1 U2＞U1
（2）降压变压器:n2＜n1 U2＜U1
理想变压器：输出功率等于输入功率
（成立条件：次级只有一个线圈！）
（1）P输出＝P输入
（1）原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比
2、功率关系
P2＝P1
3、电流关系
（2）若有多个副线圈
则电流与匝数关系为 n1I1=n2I2+n3I3+…
（2）若有多个副线圈
I2
n2
U2
I1
n1
U1
I3
n3
U3
U1
U2
I2
I1
4、电压、电流、功率之间的因果关系
①U1由电源决定
②U2由U1和匝数比决定：
③I2由U2和负载决定：
④I1由I2和匝数比决定：
⑤输入功率P1由输出功率P2决定：
P1＝P2
P1
街头变压器给用户供电示意图
1、U1和n1、n2不变可知：U2不变
2、由于负载电阻减小，变压器的输出功率变大，
3、P2=I2U2可得：I2变大
4、P1=P2，P1=I1U1可得：I1变大
课后习题：5题
5、几种常用变压器
(1)自耦变压器:
U2
U1
A
B
P
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
(2)互感器:
A
V
电流互感器
电压互感器
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
(2020·浙江1月选考)如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为( )
B
1.变压器原理：
2.理想变压器特点：
利用互感现象实现电能到磁场能到电能的转化和传递
①变压器铁芯内无漏磁
②原、副线圈不计内阻
③忽略铁芯产生的热量
3.理想变压器规律：
①功率关系：
P入= P出
②频率关系：
f 1 = f 2
③电压关系：
④电流关系：
次级只有一个线圈
课堂练习
练习、如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是（ ）A．电流表的示数为1 AB．原线圈的输入功率为
C．电压表的示数为
D．副线圈输出交流电的周期为50s
A
练习、(多选)如图所示，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Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦式交流电源，则( )
A.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
BC
课堂练习
练习、（多选）如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，电流表、电压表均为理想电表，R是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小）。原线圈接入电压随时间按 变化的交流电，下列说法正确的是（ ）A．交流电的频率为100HzB．电压表的示数为110VC．照射R的光强度增大时，电流表的示数变大D．照射R的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得更亮
BC
练习、某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙所示是其输入电压u的变化规律已知滑动触头P0在图示位置时，原、副线圈的匝数比为n1:n2=10:1，电阻R=22Ω。下列说法正确的是（ ）
A．通过R的交变电流的频率为100Hz
B．电流表A2的示数为2A
C．此时变压器的输入功率为22W
D．将P0沿逆时针方向转动一些，电流表A1的示数变小
C
课堂练习
练习、如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1000，两个副线圈的匝数分别为n2 = 50和n3 = 100，L1是“6V，2W”的小灯泡，L2是“12V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为（ ）A． B．
C． D．
C