【课件】变压器+课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

人教版

高中选择性必修第二册3.3变

压

器新课导入高压输电：U>100

KV家庭用电：U=

220

V手机充电：U=

5

V输电线输送的是大于100KV的高压，而家庭用电的电压是220V，如何将高压降为220V？在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？新课导入街头变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器形形色色的变压器变压器的结构是怎样的？它又是如何实现电压的改变的呢？一、变压器的结构和工作原理变压器的构造011.尝试把以下元件组装成一个变压器变压器的构造01原线圈副线圈①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成②原线圈：③副线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈与负载相连的线圈，也叫次级线圈变压器的示意图及电路符号02副线圈原线圈U2

Rn1n2示意图U1铁芯n1n2n1n2无铁芯有铁芯电路符号变压器的工作原理03副线圈原线圈U2

Rn1n2这样的一个构造真的可以使得副线圈两端有电压吗？为什么？实验1：在原线圈的两端接相同电压的交流电与直流电，观察副线圈两端的小灯泡的亮度变化和电压大小。变压器的工作原理03问题：变压器的工作原理是什么？

U1U2

∽n1n2∽变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？------互感现象原线圈接交变电流原线圈中产生交变磁场副线圈产生感应电动势铁芯构成磁回路若给原线圈接恒定电压U1,副线圈电压U2=?变压器的变压规律04U2=？

e1=Emsinωtn1n2实验2：观察变压器原副线圈的电压关系：变压器的变压规律04实验次数原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈电压U1副线圈电压U2n1/n2U1/U212345从实验数据来看，原副线圈电压之比和它们的匝数之比有什么关系？实验数据记录：变压器的变压规律04U2

RB1

=BmcosωtB2

=Bmscoswt铁芯可使绝大部分（可近似认为全部）磁感线集中在铁芯上，即：e1=Emsinωt由法拉第电磁感应定律，得：n1n2若给原线圈接交变电动势e1=Emsinωt，则副线圈电动势e2

多大？变压器的变压规律04不考虑原副线圈的电阻的原、副线圈的电压：变压器作用：改变交流的电压，不改变周期和频率。n2

>n1

U2>U1

──升压变压器n2

<n1U2

<U1

──降压变压器变压器的变压规律04误差分析：误差产生原因：能量损耗①变压器线圈通过电流时会发热；②铁芯在交变磁场的作用下也会发热；③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯呢。变压器的电压规律04副线圈原线圈U2

Ln1n2观察小灯泡在不同匝数下的亮度，并解释实验3：在原线圈的两端接相同电压的交流电，观察不同匝数副线圈两端小灯泡的亮度变化情况我们把没有能量损失的变压器叫做理想变压器，那么这样的变压器有什么规律？二、理想变压器一个副线圈的理想变压器01理想变压器

2.电压制约：U2：U1=n2：n1U1决定U2I1I2U2

n1n2RU11.功率制约：P1=P2P2决定P13.电流制约：I1:I2=n2：n1l2决定l1多副线圈的理想变压器02为什么？由

P入

=P出

得原线圈电能全部转化为两副线圈电能I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

“一原多副”的理想变压器理想变压器的规律03三、理想变压器的动态分析01典例精析P70.【典例】(任务2)(多选)一理想变压器如图所示,K为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑片,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1为原线圈中的电流,则(

)。A.保持U1及P的位置不变,K由a扳向b时,I1将增大B.保持U1及P的位置不变,K由b扳向a时,R消耗的电功率减小C.保持U1不变,K接在a处,使P上滑,I1将增大D.保持P的位置不变,K接在a处,若U1增大,I1将增大01技巧总结1．含有变压器动态电路问题的解题思路①确定原线圈电压U1原线圈电压U1为定值②确定副线圈电压U2由

知，若n1、n2为定值，U2也为定值③确定副线圈电流I2由

知，R增大时I2减小④确定副线圈功率P2P2=I2U2知，I2减小时P2减小⑤确定输入功率P1由P1=P2知，P2减小时P1也减小⑤确定原线圈电流I1由P1=I1U1知，P1减小时I1也减小02负载变化引起的动态变化问题的解题思路变与不变结合，根据答题模型从副线圈向原线圈推进。如果原、副线圈的匝数不变，则副线圈电压不变，根据负载电阻的变化，判断出副线圈电流或功率的变化情况，然后根据输出功率决定输入功率的特点，分析原线圈电流或功率的变化。变压器的结构还可以怎样设计？人们是怎样测量高压交变电流的电压和电流的呢？解题思路:U1U2I2I1输入电压U1决定输出电压U2决定输出功率P出决定输入功率P入输出电流I2决定输入电流I1

P入=P出（U1I1

=U2I2）02技巧总结(2)模型突破：解答这类问题的关键是分清变量和不变量。首先确定哪些量是不变的，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况。①理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。②可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无