物理选修变压器PPT学习教案

1、会计学1物理选修变压器物理选修变压器新课导入世界第一高水坝长江三峡大坝，巍然耸立在湖北省宜昌市。三峡电厂的投产，改善了我国一些地区的电力供应。远在几千千米之外的你家，也许使用的就是三峡电。第1页/共41页照明灯电压-220伏机床上照明灯-36伏半导体收音机电源电压不超过10伏电视机显像管却需要10000伏以上电压大型发电机交流电压-几万伏远距离输电-几十万伏交流便于改变电压以适应各种不同的需要变压器就是改变交流电压的设备第2页/共41页第3页/共41页在输电过程中，各种变压器发挥着极其重要的作用。变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。我们身边有形形色色的变压器。第4页/共41页第5页/共41页

2、教学目标知识与能力1了解变压器的作用。2了解变压器的结构。3知道变压器是怎样改变电压的。 4了解变压器两个线圈的电压关系。第6页/共41页过程与方法1通过演示实验了解变压器的作用。2知道交流能通过电容器的原因，了解变压器在生活中的应用。 3体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力。 情感态度与价值观初步了解变压器的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。第7页/共41页教学重难点重点1变压器的构造。2变压器为什么能够改变交流的电压。难点变压器怎样改变交流的电压。 第8页/共41页本章导航一变压器的结构二变压器为什么能改变电压第9页/共41页第10页

3、/共41页 定义：（1）原线圈：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈。（2）副线圈：另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈 ，也叫次级线圈。第11页/共41页闭合铁芯原线圈副线圈电路图中变压器符号：n1n2n1n2无铁芯有铁芯变压器第12页/共41页1实验仪器：变压器、学生电源、灯泡（插入动画）演示1动画：变压器第13页/共41页 2实验过程：一个线圈连接学生电源的交流输出端，另一个线圈连接小灯泡的两端，闭合学生电源的开关，会看到小灯泡发光。改变学生电源的电压，重复以上实验。原线圈与副线圈对调，重复以上实验。换用其他线圈，重复以上实

4、验。 3实验现象：小灯泡发光，改变学生电源的电压，灯泡的亮度发生变化，原线圈与副线圈对调，灯泡的亮度发生变化。第14页/共41页3过程分析：开关闭合，小灯泡发光原线圈中的交变电流会在铁芯中产生交变的磁通，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。（1）铁芯分析：第15页/共41页（2）原线圈分析：原线圈中通过电流时，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。第16页/共41页 （3）副线圈分析：副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。第17页/

5、共41页若原线圈接入直流，那么副线圈中是否能产生感应电流？改变原线圈或副线圈的匝数，会产生怎样的效果？第18页/共41页原线圈通以变化的电流时,会产生变化的磁场，磁通量是全部集中在铁芯内，不管闭合铁芯上绕多少匝线圈，穿过每组线圈的磁通量的变化率相同的。因此：在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高。 能的转换：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能磁场能电能 (U1、I1) (变化的磁场)( U2、I2)第19页/共41页U1U2 n1n2 0t第20页/共41页演示1探究变压器两个线圈的电压关系闭合铁芯实现了电能-磁场能-电能的转换，由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大

6、部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型-理想变压器。第21页/共41页下面我们通过使用多用电表测量交流电压来定量分析理想变压器的变压规律。次数次数12345U1U2U1U2第22页/共41页理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比：理想变压器特点：（1）变压器铁芯内无漏磁。（2）原、副线圈不计内阻。1122UnUn=第23页/共41页理论分析法:2nt原线圈1副线圈2 11=EU22=EU所以：1122=UnUn原、副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。 即：而U1U212=EE12nn1nt第24页/共41页1当n2 n1 时，U

7、2U13当n2 n1时，U2 U12当n2 = n1时，U2=U12121nnUU 升压变压器 等压变压器 降压变压器第25页/共41页1理想变压器输出功率等于输入功率即: 121221nnUUII 也可写成: 2理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比此公式只适用于一个副线圈的变压器第26页/共41页第27页/共41页变压器的副线圈与原线圈之间，并没有导线相连，但在副线圈内却产生了电动势，使得与副线圈相连的灯泡发光，这是为什么？想一想第28页/共41页原线圈中通过电流时，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。副线圈与原线圈是套在同一个铁

8、芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高。第29页/共41页课堂小结一、变压器的构造：由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的 原,副线圈组成。或称初级、次级线圈。二、电路符号图：三、变压器的作用：升高或降低交流电压，且四、变压器的工作原理：互感。n1n2n1n2无铁芯有铁芯2121nnUU 第30页/共41页高考链接07广东卷如图所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1/n2=1/2

9、0,加在原线圈的电压为u1=311sin100t（V），霓虹灯正常工作的电阻R=440k，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是（）A.副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mAB.副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10.0mAC.I1I2BD第31页/共41页【07海南卷】某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22KV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为_。要将2.2KV的电压升高到22KV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是_匝。1001800第32页/共41页【08海南卷】

10、如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4 1原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220 V，100 Hz，则下述结论正确的是（）A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为C原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为2110 2W1/100 s VARAC第33页/共41页课堂练习1一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝，与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光。则变压器副线圈的匝数为( )CA36匝 B72匝C720匝D1440匝第34页/共41页2理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n24

11、：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，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为（）A3mA B0 C48mA D与第35页/共41页3一理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100的负载电阻，如图所示。（1）当原线圈接在44V直流电源电源上时，电压表示数为_V,电流表示数为_A（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为_V，电流表示数为_A,此时输入功率为_W00440.4419.36第36页/共41页4一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_，通过原线圈的电流I1 =_。3 A180第37页/共41页教材习题答案1答：其根本原因还是电磁感应现象。在一个线圈中接入电流，该电流在周围产生变化磁场，变化磁场形成变化磁通量，另一个线圈处在这样的环境中就可以产生感应电动势。如果在一个线圈上加一个恒定直流电压，线圈中将有恒定电流通过，产生恒定磁场、恒定不变的磁通量，另一个线圈在这样的环境中不可能产生感应电动势。2答：原、副线圈的匝数不同，这样才可以改变输出的电压。如果两者匝数相同，输出的电压就跟输入的电压一样了。第38页/共41页3答：输出电压（36V）比输入电压（220V）低，副线圈匝数应比原线圈匝数少。由公