高中物理人教版选修3-2课件：第五章4变压器.pptx

4变压器目标导航学习目标1.能说出变压器的构造,理解其工作原理。2.通过实验得出理想变压器的原副线圈中电压、电流与匝数的关系,能应用其分析解决基本问题。3.能根据理想变压器输入功率等于输出功率,解决分析变压器问题。重点难点重点:1.理解变压器的工作原理。2.电压、电流与匝数关系的应用。难点:对变压器工作时的制约关系的理解与应用。激趣诱思霓虹灯作为电光源的一个重要分支,是用途最广泛的装饰彩灯。随着我国经济的迅速发展,霓虹灯在繁荣城市经济、促进商业活跃、增加城市的生机活力和提高城市知名度等方面起到重要的作用,霓虹灯给人们的夜生活带来美的享受。它的工作原理是:霓虹灯是一种采用高压电击穿惰性气体而发出彩色光的电器设施,它所用电源一般是由220 V单相电源经专门的霓虹灯变压器升压至10~15 kV后,送到灯管两端电极的。变压器在生产、生活和科技中有着非常重要的作用,它的工作原理是怎样的?它为什么能改变电压?简答:工作原理是互感;改变电压的原因是:穿过每匝线圈的变化的磁通量始终相同,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与磁通量的变化率成正比。预习导引1.变压器的构造及原理构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成,与电源连接的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,与负载连接的线圈叫副线圈,也叫次级线圈原理互感现象是变压器的工作基础,原线圈中的交变电流产生的交变磁场,经铁芯形成闭合回路,在副线圈中产生感应电动势作用改变交变电流的电压和电流,不改变交变电流的周期和频率预习交流1为什么恒定电流不能利用变压器改变电压?答案:通过电磁感应产生互感现象是变压器的工作基础,而恒定电流产生恒定磁场,不产生电磁感应现象,所以无法对恒定电流变压。2.变压器的电压、电流与匝数的关系(1)探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系:①在该实验中,要探究的物理量是四个,即输入电压、输出电压、原线圈匝数和副线圈匝数,因此为了搞清关系,应该用控制变量法。②猜想:线圈两端的电压与其匝数可能有什么关系?输入电压不变的情况下,原、副线圈的匝数对副线圈两端的电压是否都有影响?③设计实验方案:控制变量,分别探究。在保证输入电压保持不变的条件下,先保持原线圈的匝数不变,改变副线圈的匝数,研究对输出电压的影响;然后,再保持副线圈的匝数不变,改变原线圈的匝数,研究对输出电压的影响。④进行实验,记录数据。⑤分析数据,得出结论:原线圈、副线圈的电压之比,等于两个线圈的匝数之比。(2)理想变压器电压跟匝数的关系:(表达式)。(3)理想变压器电流跟匝数的关系:(适用于只有一个副线圈的变压器)。(4)功率关系:对理想变压器而言,输入功率等于输出功率。3.互感器(1)电压互感器:是大匝数比的降压变压器,把高电压变为低电压,用来测量交流高电压,应并联在电路中。(2)电流互感器:是大匝数比的升压变压器,把大电流变为小电流,用来测量交流大电流,应串联在电路中。预习交流2判断正误:(1)变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的。(　)(2)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。 (　)(3)理想变压器是一个理想化模型。 (　)(4)学校中用的变压器工作时没有能量损失。(　)答案:(1)×　(2)√　(3)√　(4)×一、　变压器的工作原理知识精要1.原理2.理想变压器的基本规律(1)一原一副,P入=P出,。(2)一原多副,P入=P出,。U1I1=U2I2+U3I3+…n1I1=n2I2+n3I3+…思考探究理想变压器有什么特点?实际变压器呢?答案:理想变压器不考虑初、次级线圈发热损失,也不考虑铁芯漏磁及铁芯内涡流发热损失,因此P出=P入,实际的变压器以上损耗是不可避免的,因此有P出P入。典题例解【例1】 (多选题)如图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交流电源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是 (　)A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3解析:理想变压器的输入功率等于输出功率,所以有P1=U1I1=U2I2=60×2.2 W=132 W,选项A错误;原线圈电流I1==0.6 A,选项B正确;副线圈电流最大值I2max=I2=2.2 A,选项C错误;原副线圈匝数比,选项D正确。答案:BD迁移应用(多选题)图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦式交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是(　)A.交流电