【课堂新坐标】2015-2016学年高中物理第五章交变电流4变压器课件新人教版选修3-2解读.ppt

4 变压器 [学习目标]　1.了解变压器的构造及几种常见的变压器．　2.理解互感现象和变压器的工作原理．(重点) 3．掌握理想变压器的电压和电流与匝数的关系，并能用它解决基本问题．(难点) 2．原理 ______现象是变压器的工作基础，由于原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的______也在不断变化．变化的______在副线圈中产生____________． 在课外，某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时，发现缺少电源，于是就用一种摩托车的蓄电池代替，按下图5-4-1进行实验． 图5-4-1 则闭合电键后，灯泡是否发光？并解释出现这种现象的原因？ 1．变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化．( ) 2．恒定电流接入变压器后也可发生互感现象，也可起到变压作用．( ) 3．变压器的铁芯由很薄的硅钢片叠合而成．( ) 1．理想变压器 没有__________的变压器． 2．电压与匝数关系 原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的_________，即： ＝ . 【提示】　当原线圈电压最大时，电流最大，但电流的变化率为零，此时副线圈中磁场最强，但磁通量的变化率为零，故此时副线圈两端的电压为零，即U2＝0.可见，原、副线圈的瞬时电压与匝数不成正比． 1．在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的．( ) 2．理想变压器可以改变交变电流的频率．( ) 3．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈．( ) 预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 学生分组探究一　变压器的工作原理 第1步探究——分层设问，破解疑难 1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上．接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？ 【提示】　变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的，并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去． 2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？ 【提示】　变压器的铁芯为闭合铁芯，形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量变化与原线圈中的磁通量变化基本相同． 第2步结论——自我总结，素能培养 图5-4-3 1．变压器的变压原理：当原线圈加上交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生变化的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生变化的磁通量，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈．(如图5-4-3) 2．能量转化：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化． 第3步例证——典例印证，思维深化 　如图5-4-4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12 mA，则电流表A2的示数为(　　) 图5-4-4 A．3 mA　　　　 B．0 C．48 mA D．与负载R的值有关 【解析】　当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流． 【答案】　B 变压器的作用 如果变压器接在直流电路中，原线圈中电流不变，在铁芯中不能引起磁通量的变化，没有互感现象，变压器起不到变压作用． 第4步巧练——精选习题，落实强化 1．(多选)关于变压器，下列说法正确的是(　　) A．变压器的工作原理是电磁感应 B．所有变压器的工作基础都是互感现象 C．各种电流接入变压器的输入端，变压器都能持续正常工作 D．只有交变电流接入变压器的原线圈中，变压器才能持续正常工作 【解析】　变压器之所以能变压，是因为原线圈接交流电源时，有交变电流流过原线圈，引起穿过原、副线圈的磁通量发生变化，在原、副线圈中都产生了感应电动势，所以变压器的工作原理是电磁感应，所以选项A正确； 有一种变压器叫自耦变压器，它只有一个线圈绕在铁芯上，但有三个抽头，可升压、也可降压，这种变压器的工作基础是自感，也就是说，当变压器是利用两个线圈变压时，其工作基础是互感，当变压器是利用一个线圈变压时，其工作基础是自感，所以选项B错误；变压器要想持续正常工作，原线圈必须接入交变电流，若接入直流电，原、副线圈中不可能出现持续的感应电动势，变压器不能持续正常工作，所以选项C错误，D正确． 【答案】　AD 2．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列物理量不一定相等的是(　　) A．交流的频率