3.3 变压器 课件 人教版高中物理选修二.pptx

1、人教版高中物理选修二 3.3 3.3 变压器变压器 人教版高中物理选修二人教版高中物理选修二人教版高中物理选修二目录新知导入第 一 部 分新知探究第 二 部 分新知应用第 三 部 分新知巩固第 四 部 分课堂小结第 五 部 分用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V36V扫描仪扫描仪12V12V防身器防身器3000V3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管几万伏几万伏录音机录音机6V 9V 12V6V 9V 12V彩色电视机显像管彩

2、色电视机显像管十几万伏十几万伏 但我们国家民用统一供电均为但我们国家民用统一供电均为220V220V，那么如何使这些额定，那么如何使这些额定电压不是电压不是220V220V的电器设备正常工作的呢？的电器设备正常工作的呢？变压器变压器新知导入新知导入闭合铁芯原线圈副线圈电路图中变压器符号：电路图中变压器符号：n1n2n1n2无铁芯无铁芯有铁芯有铁芯原线圈原线圈副线圈副线圈新知探究新知探究问题：问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压接交变电压U U1 1后，后，副线圈电压副线圈电压

3、U U2 2是怎样产生的？是怎样产生的？U1U2 n1n2新知探究新知探究新知探究新知探究n1n2铁芯铁芯U U1 1U U2 2原线圈接原线圈接交变交变电流电流原线圈中原线圈中产产生交变生交变磁场磁场副线圈产生副线圈产生感应电动势感应电动势原线圈原线圈副线圈副线圈I I1 1铁芯铁芯构成构成磁回路磁回路I I2 2变压器的基本原理是利用变压器的基本原理是利用原线圈原线圈和和副线圈副线圈之间的之间的互感现象互感现象新知探究新知探究变压器通过闭合铁芯，利用变压器通过闭合铁芯，利用互感现象互感现象实现了：实现了：U1U2 n1n2 0t电能电能磁场能磁场能电能电能(U(U1 1、I I1 1)(变

4、变化的磁化的磁场场)(U(U2 2、I I2 2)-互感现象互感现象新知探究新知探究 思考判断思考判断(1)变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。的转化。()(2)恒定电流接入变压器后也可发生互感现象，也可起到恒定电流接入变压器后也可发生互感现象，也可起到变压作用。变压作用。()(3)在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的。的。()(4)理想变压器可以改变交变电流的频率。理想变压器可以改变交变电流的频率。()新知应用新知应用1.1.输入电压不变，原线圈的匝数不变。输入电压不变，

5、原线圈的匝数不变。原线原线圈匝圈匝数数n n1 1副线副线圈匝圈匝数数n n2 2输入输入电压电压U U1 1（V V）输出输出电压电压U U2 2（V V）4004004.254.254004004.254.254004004.254.25200200800800140014001.991.997.887.8813.7813.78U U2 2与与n n2 2成成正正比比U U1 1与与n n1 1一定，一定，.输入电压不变，副线圈的匝数不变。输入电压不变，副线圈的匝数不变。U U2 2与与n n1 1成成反反比比U U1 1与与n n2 2一定，一定，2002006.66.6 2002006

6、.66.610010012.912.94004003.13.1新知探究新知探究变压器的变压器的能量损耗能量损耗铜损铜损铁损铁损磁磁损损线圈线圈电阻电阻发热发热涡流涡流现象发热现象发热漏磁漏磁损失能量损失能量理想变压器理想变压器磁通量全部磁通量全部集中在铁心内集中在铁心内P1P21=2电能没有电能没有发热发热损耗损耗新知探究新知探究设穿过原线圈磁通量为设穿过原线圈磁通量为1 1，穿过副穿过副线圈磁通量为线圈磁通量为2 2。tnE11tnE221=22121nnEE理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：2121nnUUU1=E1 U2=E2 1=2新知探究新知

7、探究1、当、当n2 n1 时，时，U2U13、当、当n2 n1时，时，U2 U12、当、当n2=n1时，时，U2=U1 升压变压器升压变压器 等压变压器等压变压器 降压变压器降压变压器新知探究新知探究1221nnII理想变压器：输理想变压器：输出出功率功率等于输入等于输入功率功率U1I1=U2I2UUII1221nnUU2121（次级只有（次级只有一个线圈一个线圈！）！）P1P2P=UI 原副线圈中的原副线圈中的电流之比电流之比等于等于线圈匝数的反比线圈匝数的反比 变压器变压器高压线圈匝数多高压线圈匝数多而通过的电流小而通过的电流小,可用较可用较细的导线细的导线绕制绕制,低低压线圈匝数少压线圈

8、匝数少而通过的电流大而通过的电流大,应用较应用较粗的导线粗的导线绕制。绕制。若有多个副线圈若有多个副线圈则电流与匝数关系为则电流与匝数关系为 n1I1=n2I2+n3I3+321PPP332211IUIUIU:321321nnnUUU新知探究新知探究 332211InInInP P入入=P=P出出1.1.规律规律:2 2.推论：推论：I1U2U1n1I221UU21nn21II12nnU U1 1I I1 1=U U2 2I I2 2n2E2E1-没有能量损失没有能量损失U U1 1 n1n2I1I1B原原E2E1B副副I2I2U U2 2 新知探究新知探究 思考判断思考判断(1)理想变压器的

9、输入功率和输出功率相等。理想变压器的输入功率和输出功率相等。()(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。()(3)变压器能改变所有交变电流的电压。变压器能改变所有交变电流的电压。()(4)我们可以根据变压器线圈导线的粗细判断其匝数的多少。我们可以根据变压器线圈导线的粗细判断其匝数的多少。()新知应用新知应用1.1.自耦变压器：自耦变压器：U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器问题问题:有没有只用一组线圈来实现变压的变压器有没有只用一组线圈来实现变压的变压器?原副线圈共用一个线圈原副

10、线圈共用一个线圈2 2、调压变压器：、调压变压器：新知探究新知探究.互感器互感器 A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 使用时把原线圈与电路使用时把原线圈与电路并联并联，原线圈匝数原线圈匝数多于多于副线圈匝数副线圈匝数 使用时把原线圈与电路使用时把原线圈与电路串联串联，原线圈匝数原线圈匝数少于少于副线圈匝数副线圈匝数零线零线火线火线零线零线火线火线新知探究新知探究城乡变压器城乡变压器各式变压器各式变压器可拆式变压器可拆式变压器新知探究新知探究无线充电技术无线充电技术原理原理初级线圈初级线圈次级线圈次级线圈输入输入交流电交流电手机开始充电时，底手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼座同时亮

11、起了一圈呼吸灯，吸灯，互感。互感。输出输出感应电流感应电流新知探究新知探究 一、变压器的构造：一、变压器的构造：1 1示意图：示意图：二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理：1 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器：理想变压器：P P入入P P出出三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律：U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2 四、理想变压器的变流规律：四、理想变压器的变流规律：I I1 1/I/I2 2=

12、n=n2 2/n/n1 1 五、常用变压器：五、常用变压器：2 2电路图中符号：电路图中符号：3 3构造：构造：课堂小结课堂小结1.1.输入功率输入功率P P1 1由输出功率由输出功率P P2 2决定；决定；P P1 1P P2 22.U2.U1 1由电源决定；由电源决定；3.U3.U2 2由由U U1 1和匝数比决定；和匝数比决定；U U2 2n n2 2U U1 1/n/n1 14.I4.I2 2由由U U2 2和负载决定；和负载决定；I I2 2U U2 2R R5.I5.I1 1由由I I2 2和匝数比决定；和匝数比决定；I I1 1n n2 2I I2 2/n/n1 1电源电源n2n

13、1I2I2U2RU2U1U2P出出P入入I1 例例1 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表 示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表 示数变大D.若闭合开关S，则电流表 示数变大，示数变大B新知应用新知应用变式变式1(多选多选)如图6所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法

14、正确的是()A.仅闭合开关S，灯L1会变亮B.仅闭合开关S，r消耗的功率会变大C.仅将滑片P下移，电流表的示数会变大D.仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小BC新知巩固新知巩固A A.U.U 增大、增大、I I 增大、增大、P P1 1 增大增大C C.U.U 减小、减小、I I 减小、减小、P P1 1 减小减小D D.U.U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1 不变不变B B.U.U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1 增大增大变式变式如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。电器，线路电阻不计。S

15、 S原来闭合，且原来闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么断开，那么交流电压表的示数交流电压表的示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P P1 1将分别是将分别是()()新知巩固新知巩固例例2.(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同额定电压相同的两个灯泡。的两个灯泡。当输入电压为灯泡额定电压的当输入电压为灯泡额定电压的10倍时，两个灯泡正常发光。下列说法正确倍时，两个灯泡正常发光。下列说法正确的是的是()A.A.原、副线圈匝数比为91B.91B.原、副线圈匝数比为

16、331 1C.C.此时a a和b b的电功率之比为1 19 9D.D.此时a a和b b的电功率之比为111 1AC新知应用新知应用 变式22(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有完全相同的几个灯泡。结果都可以正常发光。下列说法正确的是()A.A.原、副线圈匝数比为91B.91B.原、副线圈匝数比为331 1C.C.此时a a和b b的电功率之比为1919D.D.此时a a和b b的电功率之比为111 1cdBD新知巩固新知巩固 变式 钳形电流表的外形和结构如图钳形电流表的外形和结构如图(a a)所示。图所示。图(a a)中电流中电流表的读数为表的读数为1.2A 1.2A。图。图(b b)

17、中用同一电缆线绕了中用同一电缆线绕了3 3匝，则匝，则()()A.A.这种电流表能测直流电流这种电流表能测直流电流,图图(b b)的读数为的读数为2.4A2.4AB.B.这种电流表能测交流电流这种电流表能测交流电流,图图(b b)的读数为的读数为0.4A0.4AC.C.这种电流表能测交流电流这种电流表能测交流电流,图图(b b)的读数为的读数为3.6A3.6AD.D.这种电流表既能测直流电流这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流，图又能测交流电流，图(b b)的读数的读数为为3.6A3.6A新知巩固新知巩固 变式 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝

18、数比为n n1 1：n n2 2=3=3：1 1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L L2 2、L L3 3、L L4 4均能正常发光，则灯泡均能正常发光，则灯泡L L1 1 （）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏L1D D、不能确定、不能确定L L2 2L L3 3L L4 4n n1 1n n2 2L L1 1新知巩固新知巩固例例.一个原线圈多个副线圈的理想变压器一个原线圈多个副线圈的理想变压器,原线圈匝数为原线圈匝数为n n1 1,两个副线圈的匝数分别为两个副线圈的匝数分别为n n2 2和

19、和n n3 3,相应的电压分别为相应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3,相应的电流分别为相应的电流分别为I I1 1、I I2 2和和I I3 3,根据变压器的工作原理可得根据变压器的工作原理可得:2121nnUU3131nnUU3232nnUUPP入出根据得332211UIUIUI332211nInInIn n1 1n n2 2n n3 3U U1 1U U2 2U U3 3新知应用新知应用 变式 一台理想变压器原线圈匝数一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝匝,两个副线两个副线圈的匝数分别是圈的匝数分别是n n2 26060匝匝,n,n3 3120012

20、00匝匝.若通过两个副线圈中若通过两个副线圈中的电流分别为的电流分别为I I2 210A,I10A,I3 35A,5A,求原线圈中的电流求原线圈中的电流.6A6A新知巩固新知巩固（1 1）n n1 1 13201320匝匝 n n3 3=72=72匝匝（2 2）I I1 1=0.095A=0.095A 变式 如图所示：理想变压器的交流输入电压如图所示：理想变压器的交流输入电压U U1 1=220V=220V，有，有两组副线圈，其中两组副线圈，其中n n2 2=36=36匝，标有匝，标有“6V6V，9W9W”、“12V12V，12W12W”的的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：（1 1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n n1 1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n n3 3.（2 2）原线圈的电流）原线圈的电流I I1 1。n n1 1n n2 2n n3 36V9W12V12W新知巩固新知巩固人教版高中物理选修二 课程结束课程结束人教版高中物理选修二