2019-2020学年教科版高中物理选修3-2课件:第二章 交变电流5 .pptx
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1、5 变压器,第二章 交变电流,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.了解变压器的构造及几种常见的变压器,理解变压器的工作原理. 2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题. 3.掌握理想变压器的功率关系,并能推导出原、副线圈的电流关系.,一、变压器的原理及电压与匝数的关系,如图1所示,把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈(原线圈)通过开关连接到交流电源的两端,另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路,接通电源,小灯泡能发光.,知识探究,导学探究,图1,答案,(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?,答案 当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变
2、电流,它在铁芯中产生周期性变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律知,在左、右线圈中都要产生感应电动势,右线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光.,答案,(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?,变压器的工作原理及电压与匝数的关系 (1) 是变压器工作的基础.因此变压器只对 的电流起作用,对 电流不起作用.(后两空填“变化”或“恒定”) (2)变压器中的电压关系: 只有一个副线圈: U1 U2 . 有多个副线圈: U1 n1 ,知识梳理,互感现象,答案,变化,恒定,n1 n2,U2 n2,U3 n3,(多选)关于变压器,下列说法正确的是( ) A.变压器也可以改变恒定电压 B.变压器由绕
3、在同一闭合铁芯上的若干线圈构成 C.变压器原线圈相对电源而言起负载作用,而副线圈相对负载而言起电 源作用 D.若原线圈电压U1220 V,原、副线圈匝数比为41,则副线圈电压 为55 V,即学即用,解析答案,解析 变压器可以改变交变电流的电压、电流,其工作原理是电磁感应现象,故A错误. 由变压器结构知B、C正确. 由 U1 U2 n1 n2 知D正确. 答案 BCD,二、理想变压器的基本规律,阅读教材回答下列三个问题: (1)什么是理想变压器?理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系?,答案 理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身
4、的能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功率,即P入P出.,导学探究,答案,(2)根据能量守恒推导,只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.,答案 由能量守恒有P入P出, 即U1I1U2I2.,答案,(3)根据能量守恒推导,有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.,答案,答案 若有多个副线圈,则P1P2P3,即U1I1U2I2U3I3 将U1U2U3n1n2n3代入得 n1I1n2I2n3I3,变压器原、副线圈中功率关系及电流与匝数的关系: (1)功率关系: ,即U1I1 . (2)电流关系:只有一个副线圈时, . 有多个副线圈时: .,知识梳理,P入P出,U2I2,答案,I
5、1 I2 n2 n1,n1I1n2I2n3I3,一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为401,则变压器原线圈中的电流和副线圈中的输出电压及输出功率是( ) A.5 A,250 V,50 kW B.5 A,10 kV,50 kW C.200 A,250 V,50 kW D.200 A,10 kV,2103 kW,解析答案,即学即用,返回,答案 A,返回,例1 关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是 ( ) A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上,是为了减少磁场能的损失,有效地 传送电能 B.铁芯不用整块金属做成,是为了防止原、副线圈短路,造成
6、危险 C.变压器不改变交流电的频率,只改变电压大小 D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时,副线圈也有电压输出,一、变压器原理的理解,典例精析,解析答案,解析 铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器.,ACD,例2 理想变压器连接电路如图2甲所示,已知原、副线圈匝数比为101,当输入电压波形如图乙时,电流表读数为2 A,则( 2 1.41)( ),解析答案,二、理想变压器基本关系的应用,图2,A.电压表读数为282 V B.电压表读数为28.2 V C.输入功率为56.4 W D.输入功率为40 W,归纳总结,归纳总结,答案 D,归纳总结,例3 如图3所示,理想变压器的
7、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的正弦交流电,则( ),三、理想变压器中的动态分析,图3,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,归纳总结,解析答案,答案 BC,归纳总结,归纳总结,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而变化的情况,进行
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