高中物理第五章交变电流第4节变压器课件新人教版

(2)根据能量守恒推导原、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 U1I1＝U2I2. 所以II12＝UU21＝nn21.
知识梳理
1.变压器原、副线圈中功率关系和电流关系:P入＝P出,即 2.电流关系： II12＝nn21 .
U1I1＝ U2.I2
即学即用 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40∶1,则变压器原线圈中的电流为___5_A____，副线 圈中的输出电压为__2_5_0__V__，输出功率为__5_0_k_W___. 答案 解析
1.实验目的: 理解理想变压器的原线圈、副线圈中电压与匝数的关系. 2.实验原理： 原线圈通过电流时,铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在 不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化.由于副线圈和原 线圈是套在同一个铁芯上的，所以通过副线圈的磁场也在不断的变化， 于是就在副线圈内产生了感应电动势，副线圈相当于电源对外供电.
√C.电流表的示数为
3 220
A
D.原线圈两端电压为11 V
图4
二、理想变压器的动态分析
例2 (多选)如图5所示,理想变压器的原线圈连接一
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
2
题型探究
一、理想变压器基本关系的应用
1.电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比nn12一定时，输入电压 U1 决定 输出电压 U2，即 U2＝n2nU1 1.
2.功率制约：P
决定
出
P
入，P
出增大，P
入增大；P
出减小，P
入减小；P
出
为 0，P 为 0. 入
3.电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比nn12一定，且输入电压 U1 确定
一、变压器的原理及电压与匝数的关系
导学探究
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)通过开关可以
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.
(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光？ 答案
图1
当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产
原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1 副线圈电压U2
n1 n2
U1 U2
100
300
2V
100
400
2V
300
400
4V
400
400
6V
400
100
8V
400
100
4V
(5)由表格数据得出结论: 当原线圈匝数不变时,副线圈电压与副线圈匝数成 正比. 当副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成 反 比. 5.注意事项 (1)在改变学生电源电压，线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作. (2)学生电源的电压不要设置太高，一般不要超过12 V，以免发生危险.
知识梳理
1.变压器的工作原理: 互感现象是变压器工作的基础.因此变压器只对 变化 的电流起作用,对 恒定 电流不起作用.(后两空填“变化”或“恒 定”) 2.变压器中的电压与匝数的关系: UU12＝__nn_12__.
即学即用 判断下列说法的正误.
(1)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.( √ ) (2)输入交变电流的频率越高,输出交变电流的电压就越高.( ×) (3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失.( × ) (4)理想变压器不能改变交变电流的频率.( √ )
时，副线圈中的输出电流 I2 决定原线圈中的电流 I1，即 I1＝nn2I12.
例1 (2016·温州高二期中)如图4所示,理想变压器原、副线圈匝数
之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V 60
W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则
答案 解析
A.电流表的示数为
32 220
A
B.电源输出功率为1 200 W
生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右线圈中会产
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)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？ 答案
图1 左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率ΔΔΦt 都相同，若左边匝数为 n1，则 U1＝E1＝n1ΔΔΦt .若右边匝数为 n2，则 U2＝E2＝n2ΔΔΦt ，故有EE12＝nn12；若忽略 左边线圈的电阻则有U1＝U电源,这样看来只要n1≠n2，小灯泡两端的电压 与学生电源的输出电压就不相等.
3.实验器材: 电压表两只、可拆卸式变压器、学生电源、开关、导线若干(如图2所示)
4.实验步骤: (1)按如图3所示电路图连接实物图
(2)保持原线圈匝数不变,改变副线
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圈匝数，研究其对副线圈电压的
影响.
图3
(3)保持副线圈匝数不变,改变原线圈匝数，研究其对副线圈电压的影
响.
(4)将不同的原、副线圈接入电路测出线圈两端的电压填入下表:
考试要求
知识内容 变压器
必考
加试
c
1.知道变压器的基本结构及符号，会区分原、副线圈．
2.了解变压器的原理及作用．
3.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决简 课时要求
单问题．
4.知道理想变压器的功率关系，能推导出原、副线圈的
电流关系并能用它解决简单问题.
内容索引
知识探究
题型探究
达标检测
1
知识探究
由II12＝nn21，得 I1＝nn21I2＝410×200 A＝5 A；由UU12＝nn12，得 U2＝Un11n2 ＝10×41003×1 V＝250 V；由理想变压器功率关系，得 P 入＝P 出＝U1I1 ＝U2I2＝250×200 W＝50 kW.
三、实验:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 知识梳理
答案 解析
图5
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
二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系 导学探究
阅读教材回答下列两个问题: (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 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.