5.4变压器(人教版选修3-2).pptVIP

* 高中物理·选修3-2·人教版 第五章 交变电流 第4节 变压器 引入：我们可能会知道，一般中型和大型发电机输出电压等级有6.3kv，10.5kv，15.75kv等，而家庭用的电压只有220v，工厂用的电压是380v，这样为了适应不同的需要，就要引入改变电压的设备仪器。 学习目标； 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． 学习重、难点： 1、理解变压器的工作原理、变化规律及物理量间的关系。 2、理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题，原、副线圈的电流关系。 一、自学生疑 请同学们围绕本节学习目标，看课本有什么问题可以提出？ ） 生疑（一）、变压器的原理及电压与匝数的关系？ [问题设计] ：把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈通过开关连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上(如图1所示)． (1)小灯泡能发光吗？为什么？ (2)若小灯泡发光，那么小灯泡两端电压与什么因素有关？ (3)若将原线圈接到恒定的直流电源上，小灯泡亮不亮？ 分析讨论小灯泡亮或不亮的原因． 生疑（二）、理想变压器中的功率关系及电流关系？ [问题设计] （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？ （2）．若只有一个副线圈，原、副线圈中的电流与匝数有什么关系？ （3）．若有多个副线圈时，电流与匝数间的关系是什么？ 展示生疑（一）的结论： (1)能发光，当左边线圈加上交变电压时，左边线圈中就有交变电流，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． (2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率ΔΦ/Δt都相同，若左边匝数为n1，则E1＝n1 ΔΦ/Δ t；若右边匝数为n2，则E2＝n2 ΔΦ/Δ t，故有E1 / E2 ＝ n1 / n2 ；若忽略左边线圈的电阻，则有E1＝E电源，这样看来小灯 泡两端电压与左侧交流电源电动势及两线圈匝数比n1 / n2都有关系． 二、探疑解惑 (3)不亮．原线圈接到恒定直流电源上，通过原线圈的电流的大小、方向均不变，它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变，因此在副线圈中不会产生感应电动势，副线圈两端没有电压，所以小灯泡不亮．这种现象说明，变压器不能改变恒定电流的电压． [生疑（一）的要点提炼] 1．互感现象是变压器的工作基础．因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用． 2．变压器不能改变交变电流的频率． 3．变压器中的电压关系： (1)只有一个副线圈：u1/u2＝n1/n2. (2)有多个副线圈：u1/n1＝u2/n2＝u3/n3＝…… 4．原、副线圈的地位 (1)原线圈在其所处回路中充当负载． (2)副线圈在其所处回路中充当电源． 展示生疑（二）的结论： 答案(1) 　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． (2) 由能量守恒定律，有P入＝P出，即U1I1＝U2I2. 所以I1/I2＝U2/U1＝n2/n1 (3) 若有多个副线圈P1＝P2＋P3＋……，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…… 将U1∶U2∶U3∶……＝n1∶n2∶n3∶……代入得 n1I1＝n2I2＋n3I3＋…… [生疑（二）要点提炼] 1．理想变压器的特点： (1)变压器铁芯内无漏磁；无发热损失． (2)原、副线圈不计内阻，即无能量损失． 实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器． 2．功率关系：P入＝P出． 3．电流关系： (1)若只有一个副线圈，有I1U1＝I2U2， 即I1/I2＝n2/n1. (2)当有多个副线圈时I1U1＝I2U2＋I3U3＋…… 得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…… 三、巩固拓展 1、巩固练习： 例1（对变压器的原理的理解）关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是 ( ) A．通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 BC 例2（理想变压器基本规律的应用）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10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A，则(　　) 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．