資源簡(jiǎn)介

(共42張PPT)
5.4
變壓器
用電器
額定工作電壓
用電器
額定工作電壓
隨身聽
3V
機(jī)床上的照明燈
36V
掃描儀
12V
防身器
3000V
手機(jī)充電器
4.2V
4.4V
5.3V
黑白電視機(jī)顯像管
幾萬(wàn)伏
錄音機(jī)
6V
9V
12V
彩色電視機(jī)顯像管
十幾萬(wàn)伏
但我們國(guó)家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作的呢？
幾種常見的變壓器
一、變壓器的構(gòu)造
1.示意圖
U1
U2
∽
n1
n2
∽
原線圈
副線圈
鐵芯
2.構(gòu)造：
（1）閉合鐵芯
（絕緣硅鋼片疊合而成）
（2）原線圈（初級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n1表示
（3）副線圈（次級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n2表示
（4）輸入電壓：U1;
輸出電壓：U2.
3.電路圖中符號(hào)
n1
n2
問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？
變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？
鐵芯與線圈互相絕緣
U1
U2
∽
n1
n2
∽
二、變壓器的工作原理
------互感現(xiàn)象
變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）再到電能（
U2、I2）轉(zhuǎn)化。
原線圈
副線圈
鐵芯
∽
U1
U2
n1
n2
∽
思考：若給原線圈接直流電壓U1，
副線圈電壓U2
？
U2＝0
理想變壓器
如果在能量轉(zhuǎn)化的過程中能量損失很小，能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能量損失，這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器。這是物理學(xué)中又一種理想化模型。
無(wú)銅損、鐵損、磁損
三、理想變壓器的變壓規(guī)律
I1
I2
n1
n2
U1
U2
原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：
E1=n1??/
?t
E2=n2??/
?t
若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有
U1=E1
U2=E2
理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比
n2
>n1
U2>U1
-----升壓變壓器
n2
U2
-----降壓變壓器
四、理想變壓器的變流規(guī)律
1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率
即:
U1I1=U2I2
P出=
P入
2.理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比
此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器
五、幾種常用變壓器
1.自耦變壓器
U2
U1
A
B
P
U1
U2
n1
n2
升壓變壓器
n1
n2
U1
U2
降壓變壓器
問題：有沒有只用一組線圈來實(shí)現(xiàn)變壓的變壓器？
自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈
2.互感器
A
電流互感器
電壓互感器
V
使用時(shí)把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)
使用時(shí)把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)
鉗式電流儀
疑點(diǎn)詮釋
?
(1)沒有能量損失
(2)沒有磁通量損失
(3)基本量的制約關(guān)系
電壓
功率
電流
副線圈的電壓U2由原線圈的電壓U1和匝數(shù)比決定
原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定
原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定
1.對(duì)理想變壓器的理解
熱點(diǎn)　變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用
2.
理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系
3.
關(guān)于理想變壓器的幾點(diǎn)說明
(1)變壓器不能改變恒定的直流電壓．
(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率．
(3)理想變壓器本身不消耗能量．
(4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2
均為有效值．
(5)當(dāng)原線圈中串聯(lián)電阻(或燈泡)時(shí)，U1為加在原線圈兩端的電壓，并不是電源的電壓．
易錯(cuò)提示
一、解決理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題的方法
1.根據(jù)題意分清變量和不變量．
2.弄清變壓器動(dòng)態(tài)變化的決定關(guān)系．
(1)原線圈與副線圈電壓的決定關(guān)系．
(2)輸入功率與輸出功率的決定關(guān)系．
(3)原線圈與副線圈電流的決定關(guān)系．
3.判定變壓器各量變化關(guān)系的基本思路程序
易錯(cuò)辨析
疑點(diǎn)詮釋
?
二、常見理想變壓器的兩種動(dòng)態(tài)問題分析法
1、匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)
二、常見理想變壓器的兩種動(dòng)態(tài)問題分析法
2、負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)
(1)保持Q位置不動(dòng)，說明了哪些物理不發(fā)生變化？
審題設(shè)疑
(2)保持P位置不動(dòng)，表明哪些物理量不會(huì)變化？
轉(zhuǎn)
解析
轉(zhuǎn)
原題
(1)開關(guān)接a與接b對(duì)電路有何影響？
審題設(shè)疑
(2)電壓表、電流表的示數(shù)反映電路的瞬時(shí)值嗎？
(3)滑片P上移,怎樣判斷電表示數(shù)?
轉(zhuǎn)
解析
轉(zhuǎn)
原題
3.規(guī)律方法
含有變壓器的動(dòng)態(tài)電路問題的解題思路
方法提煉
轉(zhuǎn)
解析
L仍能正常發(fā)光
L兩端電壓保持不變
n2增大
滑片P應(yīng)適當(dāng)上滑
若匝數(shù)比不變,應(yīng)使R1兩端的電壓減小
R2應(yīng)增大
轉(zhuǎn)
原題
注意：
1.A1、A2示數(shù)比值及V1、V2的示數(shù)只決定于原副線圈的匝數(shù)比.
2.V2的示數(shù)決定于原線圈電壓；A1的示數(shù)決定于變壓器輸出功率.
【跟蹤訓(xùn)練】
為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示．當(dāng)開關(guān)S閉合后(　　)．
A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變
B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大
C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大
D．V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變
解析顯隱
提示
【跟蹤訓(xùn)練】
如圖所示，理想變壓器輸入端PQ接穩(wěn)定的交流電源，通過單刀雙擲開關(guān)S可改變變壓器原線圈匝數(shù)(圖中電壓表及電流表皆為理想電表)，則下列說法中正確的是(　　)
A.
當(dāng)滑片c向b端移動(dòng)時(shí)，變壓器輸入功率變大
B.
當(dāng)滑片c向a端移動(dòng)時(shí)，電流表A1的示數(shù)將減小，電壓表V的示數(shù)不變
C.
當(dāng)滑片c向b端移動(dòng)時(shí)，電流表A2的示數(shù)將變大，電壓表V的示數(shù)也變大
D.
當(dāng)滑片c不動(dòng)，將開關(guān)S由1擲向2時(shí)，三個(gè)電表A1、A2、V的示數(shù)都變大
轉(zhuǎn)解析
轉(zhuǎn)原題
審題導(dǎo)析
1.交流電壓（流）表只能表示交變電流的有效值.
2.可用變壓器的知識(shí)結(jié)合歐姆定律來判斷電壓（流）表的變化.
【真題】
(2012·福建卷，14)如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsin
ωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器.
V1和V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；
A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說法正確的是(　　)．
A．I1和I2表示電流的瞬時(shí)值
B．U1和U2表示電壓的最大值
C．滑片P向下滑動(dòng)過程中,U2不變、I1變大
D．滑片P向下滑動(dòng)過程中,U2變小、I1變小
解析顯隱
一、變壓器的構(gòu)造
1．示意圖
2．電路圖中符號(hào)
3．構(gòu)造：
二、變壓器的工作原理：
1、互感現(xiàn)象：原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生
的互相感應(yīng)現(xiàn)象
2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場(chǎng)能→電能
3、理想變壓器
P入＝P出
三、理想變壓器的變壓規(guī)律
U1/U2=n1/n2
四、理想變壓器的變流規(guī)律：
I1/I2=n2/n1
五、常用變壓器
小結(jié)
練1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝4：1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，圖中電流表A1的示數(shù)12mA，則電流表A2的示數(shù)為
（
）
A．3mA
B．0
C．48mA
D．與負(fù)載R的值有關(guān)
B
180
3
A
練習(xí)2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流
I1
=______。
圖（a）
A
鐵芯
圖（b）
C
練3、鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。圖（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A
。圖（b）中用同一電纜線繞了3匝，則
A.這種電流表能測(cè)直流電流，圖（b）的讀數(shù)為2.4A
B.這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為0.4A
C.這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6A
D.這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖
（b）的讀數(shù)為3.6A
U1
I1
I2
n1
n2
U2
R
變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系
1.輸入功率P1由輸出功率P2決定；
P1＝P2
2.U1由電源決定；
3.U2由U1和匝數(shù)比決定；
U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和負(fù)載決定；
I2＝U2／R
5.I1由I2和匝數(shù)比決定；
I1＝n2/n1·I2
六、有多個(gè)副線圈的理想變壓器的問題
一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3，相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：
例、一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1100匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2＝60匝，n3＝600匝。若通過兩個(gè)副線圈中的電流分別為I2＝1A，I3＝4A，求原線圈中的電流。
2.24A
練、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓U1=220V，有兩組副線圈，其中n2=36匝，標(biāo)有“6V，9W”、“12V，12W”的燈泡分別接在兩副線圈上均正常發(fā)光，求：
（1）原線圈的匝數(shù)為n1和另一副線圈的匝數(shù)n3.
（2）原線圈的電流I1。
n3
n2
n1
（1）n2
＝1320匝
n3=
72匝
（2）I1=0.095A
例、在繞制變壓器時(shí)，某學(xué)生誤將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器左右兩臂上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中部的臂，已知線圈的匝數(shù)之比n1:n2＝2：1.在不接負(fù)載的情況下，則（
）
A．當(dāng)線圈1輸入電壓為220V時(shí)，
線圈2輸出電壓為110V
B．當(dāng)線圈1輸入電壓為220V時(shí)，
線圈2輸出電壓為55V
C．當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時(shí)，
線圈1輸出電壓為220V
D．當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時(shí)，
線圈1輸出電壓為110V
BD
練習(xí)、一理想變壓器如圖所示，在n1兩端接交流電U1＝220V，n1為4400匝，n2為1100匝。若要使U3＝U2，求n3。
n3＝2200匝

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