新教材粤教选择性必修第二册-第3章-第3节-变压器-课件(56张)

1、第三节变压器第三章交变电流学习目标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与匝数的关系及应用(重点)4掌握理想变压器的功率关系，并导出原、副线圈中的电流关系及应用(难点)学法与考法学法：通过探究，得出理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系；通过分析，明确理想变压器的输入与输出功率之间的关系，会推导原、副线圈中的电流关系考法：考查变压器的原理；考查理想变压器的功率关系，原、副线圈中的电流关系及应用；考查理想变压器的动态分析问题知识概览预习导学 | 新知领悟1构造：由_和绕在铁芯上的两个线圈组成，如以下图闭合铁芯认识变压器(1)原线圈：与_

2、连接的线圈，也叫_(2)副线圈：与_连接的线圈，也叫_交流电源初级线圈负载次级线圈2原理：_现象是变压器工作的根底电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的_也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生_3作用：改变交变电流的_，不改变交变电流的_和_互感磁场感应电动势电压周期频率生活中的用电器一般都可以使用220 V的交流电源，与它们的额定工作电压都不相同，用电器是如何正常工作的呢？如果把变压器接入直流电路，变压器能起到变压作用吗？【答案】变压器可以降低电压也可以升高电压，通过变压器得到用电器所需的适宜电压变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变

3、压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不会引起磁通量的变化，就没有互感现象出现，变压器就起不到变压作用 对理想变压器作出的判断正确的选项是()A高压线圈匝数多、电流大、导线粗B低压线圈匝数少、电流小、导线细C高压线圈匝数多、电流大、导线细D低压线圈匝数少、电流大、导线粗【答案】D【解析】电压高的匝数多，电流小，用细线电压低的，匝数少，电流大，用粗线能量损耗探究变压器的电压与匝数的关系电压之比匝数之比降压升压变压器的两个线圈所用导线的粗细一样吗？变压器的铁芯为什么用薄硅钢片叠压而成？【答案】不一样高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线绕制而成；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导

4、线绕制而成为了减少损耗，变压器的铁芯常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成这样，涡流被限制在狭窄的薄片之中，回路的电阻很大，涡流大为减弱，从而减小了铁损【答案】B1铜损和铁损(1)铜损：变压器的线圈有_，电流通过时要生热，损耗一局部能量(2)铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，也要损耗一局部能量使_发热2理想变压器的规律(1)电压关系：_.(2)电流关系：_(适用于只有一个副线圈的变压器)(3)功率关系：输入功率_输出功率电阻理想变压器原、副线圈中的电流铁芯等于对于一个原线圈，两个(或两个以上)副线圈的变压器，电压(电流)与匝数的关系适用吗？【答案】电压关系适用，电流关系不适用 如图为一与电源相接的理想

5、变压器，原线圈中的电流是I1，副线圈中的电流是I2，当副线圈中的负载电阻变小时()AI2变小，I1变小BI2变小，I1增大CI2增大，I1增大DI2增大，I1变小【答案】C多维课堂 | 素养初培2021年4月14日，世界上单台容量最大的主变压器从沈阳运抵苏州据介绍，主变压器长114米，宽4.2米，高4.97米，重达388吨，相当于77头成年大象的重量变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，如以下图是一个变压器通过降压给用户供电的示意图变压器的原理(1)理想变压器实际存在吗？为什么？(2)变压器的原、副线圈连在一起吗？(3)是原线圈中的电流跑到副线圈中去了吗？【答案】(1)理想变压器实际

6、不存在，因为原、副线圈中的电流产生电热、变压器铁芯中的涡流产生电热、变压器铁芯漏磁引起的能量损失均不可防止(2)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(3)是利用互感现象在副线圈上感应出电流的，并不是原线圈的电流直接跑到副线圈中去了1理想变压器定义：没有能量损耗的变压器2工作原理探究总结素养点评：物理观念知道变压器的构造及几种常见的变压器；科学思维会用变压器的原理分析问题精练1如以下图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n241，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的示数是12 mA，那么电流表A2的示数为多大？解：导体棒向左匀速切割磁感线时，

7、在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过变式1(多项选择)如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正确的选项是()A副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的B输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能C输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能D输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去【答案】AB【解析】变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从而引起副线圈中磁通量变化，产生电动势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故B正确，C、D错误易错提醒：(1)变压器不

8、改变交变电流的周期和频率(2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的借题发挥：理想变压器的三个特点：(1)变压器铁芯内无漏磁(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热(3)铁芯中不产生涡流如以下图，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)连到小灯泡两端连接电路，接通电源，小灯泡能发光电压、电流、功率与匝数的关系(1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2)变压器的变压原理是什么？原、副线圈的电压和电流与线圈的匝数有什么关系？(3)小灯泡两端的

9、电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，与什么因素有关？(4)假设将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？假设忽略左边线圈的电阻，那么有U1U电源，这样看来只要n1n2，小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等小灯泡两端的电压，即副线圈两端的电压与原线圈两端的电压及原、副线圈匝数比有关(4)不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势探究总结素养点评：物理观念知道理想变压器的电压与匝数的关系及应用；科学思维掌握理想变压器的功率关系，并导出原、副线圈中的电流关系及应用精练2(2021年郑州名校期中)将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器

10、，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，那么副线圈新增匝数为()A120匝B150匝C180匝D220匝【答案】A变式2用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压一定时，在以下四个方法中，可以使变压器输入功率增加的是()A增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻的阻值保持不变B减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D减小变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻的阻值保持不变【答案】B易错提醒：(1)理想变压器没有能量损失，所以输入功率和输出功率相等任何实际的变压器都会有能量损失，所以理想变压器是不存在的(2)根据变压器的电流与匝数关系

11、，电流大的线圈匝数少，为了减小导线上的电阻发热，要求用较粗的导线绕制；电流小的线圈匝数多，要求用较细的导线绕制，故可利用导线的粗细判断线圈匝数的多少(3)变压器的输出电压由输入电压和原、副线圈的匝数比决定，与交变电流的频率无关借题发挥：(1)变压器是依据电磁感应工作的，因此只能在交流电路中工作，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用(2)高压电路上电压、电流都很大，无法用电表直接测量，用互感器就能实现测量大电压、大电流的目的.核心素养微专题五类变压器类型1常规变压器：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的类型2自耦

12、变压器：自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，原、副线圈共用其中的一局部作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的根本关系对自耦变压器同样适用，如图甲所示【考题延伸】(2021年辽宁沈阳质检)如图，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表假设高压输电线间的电压为220 kV，T1的原、副线圈匝数比为1100，交流电压表的示数为100 V，交流电流表的示数为1 A，那么()Ab是交流电压表BT2的原、副线圈匝数比为1001C高压线路输送的电流为1 AD高压线路输送的电功率为220 kW【答案】A【解析】右侧的互感器原线圈并联在

13、高压线上，b是交流电压表， A正确；假设高压输电线间的电压为220 kV，副线圈交流电压表的示数为100 V，根据变压器变压公式，T2的原、副线圈匝数比为2 2001, B错误；T1的原、副线圈匝数比为1100，a是交流电流表，交流电流表的示数为1 A，根据变压器变流公式，高压线路输送的电流为100 A, C错误；高压线路输送的电功率为PUI220 kV100 A22 000 kW, D错误素养点评：电压互感器和电流互感器，比较如下：课堂小练 | 素养达成1如以下图，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，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24 mA，那么

14、电流表A2的示数为()A3 mAB0C48 mAD与负载R的值有关【答案】B【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2理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的选项是()A穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101B穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101D正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为11【答案】D【解析】对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每

15、匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，A、B、C错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，D正确3理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为()A每匝线圈中磁通量的变化率B交变电流的频率C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势【答案】D【解析】理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无漏磁，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，选D4现用电压为380 V的正弦式交变电流给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中不可能使电灯正常发光的是()【答案】D【解析】由图可知，A、B中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行5(多项选择)如以下图，可调理想变压器原线圈接交流电，副线圈通过滑动触头P可改变其匝数以下说法正确的选项是()A仅增大R的阻值，通过灯泡L的电流将变大B仅增大R的阻值，通过灯泡L的电流将变小C仅将滑动触头P向下滑动，灯泡L两端的电压将变大D仅将滑动触头P向下滑动，灯泡L两端的电压将变小【答案】BD【解析】仅增大电阻R时，由于匝数不变，输出电压不变，那么由欧姆定律