(通用版)2018-2019版高中物理 第3章 電能的輸送與變壓器 3.2-3.3 變壓器為什么能改變電壓 電能的開發(fā)與利用課件 滬科版選修3-2.ppt

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1、3.2變壓器為什么能改變電壓 3.3電能的開發(fā)與利用,第3章 電能的輸送與變壓器,目標(biāo)定位 1.了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器,理解變壓器的工作原理. 2.掌握理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系并能用它解決相關(guān)問題. 3.掌握理想變壓器的功率關(guān)系,并能推導(dǎo)出原、副線圈的電流關(guān)系. 4.了解我國電能開發(fā)與利用的現(xiàn)狀及前景.,內(nèi)容索引,,知識探究 新知探究 點點落實,達標(biāo)檢測 當(dāng)堂檢測 鞏固反饋,知識探究,把兩個沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個閉合鐵心上,一個線圈通過開關(guān)連到交流電源的兩端,另一個線圈連到小燈泡上(如圖1所示).連接電路,接通電源,小燈泡能發(fā)光.,一、變壓器的原理及電壓與匝數(shù)的關(guān)系,答案

2、,(1)電源和小燈泡并沒有連接,小燈泡為什么會發(fā)光?,答案當(dāng)左邊線圈加上交變電壓時,左邊線圈中就有交變電流,它在鐵心中產(chǎn)生周期性變化的磁場,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,在左、右線圈中都要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,右線圈作為電源給小燈泡供電,小燈泡就會發(fā)光.,圖1,(2)小燈泡兩端電壓與學(xué)生電源兩端的輸出電壓相等嗎?如果不相等與什么因素有關(guān)?,答案,(3)若將原線圈接到恒定的直流電源上,小燈泡亮不亮?分析討論原因.,答案,答案不亮.因為在副線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,副線圈兩端沒有電壓,所以小燈泡不亮.,要點總結(jié) 1.變壓器的構(gòu)造:閉合鐵心、與 相連接的線圈叫原線圈(匝數(shù)用n1表示,又叫做 )、與 相連

3、的另一個線圈叫副線圈(匝數(shù)用n2表示,又叫做 ),兩個線圈都繞在上. 2.變壓器的工作原理是 .因此變壓器只對 的電流起作用,對 電流不起作用.(后兩空選填“變化”或“恒定”),交流電源,初級線圈,負載,次級線圈,閉合鐵心,電磁感應(yīng),變化,恒定,,4.變壓器 (填“能”或“不能”)改變交變電流的頻率. 5.原、副線圈的地位 (1)原線圈在其所處回路中充當(dāng)負載. (2)副線圈在其所處回路中充當(dāng) . 特別提醒:變壓器能改變交變電壓、交變電流,但不能改變恒定電壓、恒定電流.,不能,電源,,例1(多選)關(guān)于理想變壓器的工作原理,以下說法正確的是 A.通過正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變 B.

4、穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等 C.穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 D.原線圈中的電流通過鐵心流到了副線圈,,答案,,解析,,解析BI,由于面積S不變,故I,A錯誤. 因理想變壓器無漏磁,故B、C正確. 原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場能又轉(zhuǎn)化為電能,故D錯.,二、理想變壓器中的功率及電流關(guān)系,1.什么是理想變壓器?理想變壓器輸入與輸出功率有什么關(guān)系?,答案,答案理想變壓器的理想化條件一般指的是:忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓,忽略原、副線圈磁通量的差別,忽略變壓器自身的能量損耗.所以理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,即P入P出.,2.若只有一個副線圈時,原、副線圈中的電流與匝數(shù)有

5、什么關(guān)系?,答案,答案由能量守恒定律知P入P出,即U1I1U2I2.,3.若有多個副線圈時,電流與匝數(shù)間的關(guān)系是什么?,答案,答案若有多個副線圈P1P2P3,即U1I1U2I2U3I3 將U1U2U3n1n2n3代入得 n1I1n2I2n3I3,要點總結(jié) 1.理想變壓器的特點: (1)變壓器鐵心內(nèi)無 ;無 損失. (2)原、副線圈不計 ,即無能量損失. 實際變壓器(特別是大型變壓器)一般可以看成理想變壓器. 2.功率關(guān)系:. 3.電流關(guān)系: (1)若只有一個副線圈時I1U1 ,即 ____. (2)若有多個副線圈時I1U1 得I1n1 .,漏磁,發(fā)熱,內(nèi)阻,P入P出,I2U2,I2U

6、2,I3U3,I2n2,I3n3,,例2如圖2所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n221, 和 均為理想電表,燈泡電阻RL6 ,AB兩端電壓u112 sin 100t(V).下列說法正確的是,,答案,解析,,圖2,A.電流頻率為100 Hz B. 的讀數(shù)為24 V C. 的讀數(shù)為0.5 A D.變壓器輸入功率為6 W,,,,,三、自耦變壓器和互感器,1.自耦變壓器如圖3所示,鐵心上只繞有一個線圈,低壓線圈是高壓線圈的一部分,既可以作為升壓變壓器使用,也可以作為降壓變壓器使用.,圖3,2.電壓互感器、電流互感器 (1)構(gòu)造:小型變壓器,如圖4所示.,圖4,(2)接法:電壓互感器原線圈并聯(lián)在

7、高壓電路中,副線圈接電壓表;電流互感器原線圈串聯(lián)在被測電路中,副線圈接電流表.為了安全,外殼和副線圈應(yīng)接地. (3)作用:電壓互感器可將高電壓變?yōu)榈碗妷?,通過測量低電壓,計算出高壓電路的電壓,電流互感器將大電流變成小電流,通過測量小電流,計算出被測電路中的大電流.,,例3(多選)圖5甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖,下列說法中正確的是,,答案,解析,,A.線圈匝數(shù)n1n2,n3n4 C.甲圖中的電表是電壓表,輸出端不可短路 D.乙圖中的電表是電流表,輸出端不可斷路,,圖5,,,,,解析題圖甲中的原線圈并聯(lián)在電路中,為電壓互感器,是降壓變壓器,n1n2,題圖甲中的電表為電壓表;題圖乙中的原

8、線圈串聯(lián)在電路中,為電流互感器,是升壓變壓器,n3

9、W,答案,解析,,圖6,,,,解析由電壓與匝數(shù)的關(guān)系U0U3n0n3,解得U3110 V,A正確; 當(dāng)擋位由3變換到2時,輸出電壓減小,電動機的功率減小,B錯誤;,當(dāng)沒有達到額定功率時,熱功率小于1 W,C錯誤.,達標(biāo)檢測,1.(變壓器的工作原理)(多選)理想變壓器正常工作時,原、副線圈中一定相同的物理量是 A.每匝線圈中磁通量的變化率 B.交變電流的頻率 C.原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率 D.原線圈的感應(yīng)電動勢和副線圈的感應(yīng)電動勢,答案,1,2,3,4,,,,2.(理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用)(多選)如圖7所示,將額定電壓為60 V的用電器通過一理想變壓器接在正弦交變電源上.閉合開關(guān)S后

10、,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A.以下判斷正確的是 A.變壓器輸入功率為484 W B.通過原線圈的電流的有效值為0.6 A C.通過副線圈的電流的最大值為2.2 A D.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113,答案,圖7,1,2,3,4,解析,,,解析變壓器的輸入功率P1P2I2U22.260 W132 W,選項A錯誤;,1,2,3,4,,3.(理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用)(多選)如圖8所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41.原線圈接入一電壓為uU0sin t的交流電源,副線圈接一個R27.5 的負載電阻.若U0220 V,100 ra

11、d/s,則下述結(jié)論正確的是,1,2,3,4,圖8,A.副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V B.副線圈中輸出交變電流的周期為 s C.原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A D.原線圈中的輸入功率為110 W,答案,,解析,,1,2,3,4,,1,2,3,4,,4.(互感器)(多選)如圖9所示,L1、L2是高壓輸電線,圖中兩電表示數(shù)分別是220 V和10 A,已知甲圖中原、副線圈匝數(shù)比為1001,乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為110,則 A.甲圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22 000 V B.甲圖是電流互感器,輸電電流是100 A C.乙圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22 000 V D.乙圖是電流互感器,輸電電流是100 A,圖9,答案,,解析,,1,2,3,4,題圖甲是電壓互感器,故B錯誤; 題圖乙是電流互感器,電表是電流表,故C錯誤;,

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