高中物理 第2章 交变电流 第6节 变压器课件 粤教版选修3-2.ppt

第六节变压器 1 在无线电仪器中 常需要在距离较近处安装两个线圈 并要求当一个线圈中电流有变化时 对另一个线圈中的电流的影响尽量小 如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是 课前 自主学习 ABCD 答案 D 解析 两个相距较近的线圈 当其中的一个线圈中电流发生变化时 就在周围空间产生变化的磁场 这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势 即发生互感现象 要使这种影响尽量小 应采用D选项所示的安装位置才符合要求 因为通电线圈的磁场分布与条形磁铁的类似 采用D选项所示的安装位置时 变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小 2 多选 对于扼流圈的以下说法 正确的是 A 扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的B 低频扼流圈用来 通低频 阻高频 C 高频扼流圈用来 通直流 阻交流 D 高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较小 对高频交变电流的阻碍作用很大 答案 AD 一 变压器1 用途 改变交变电流的 2 构造 由 和绕在铁芯上的线圈组成 与电源连接的线圈叫做 与负载连接的线圈叫做 3 工作原理 在原线圈上加交变电压 原线圈中的交变电流在铁芯中产生 且也穿过副线圈 从而在副线圈中产生 如果副线圈两端接入负载 负载中就会有交变电流 电压 闭合铁芯 原线圈 副线圈 交变的磁通量 感应电动势 在课外 某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时 发现缺少电源 于是就用一种摩托车的蓄电池代替 按图进行实验 则闭合电键后 灯泡是否发光 并解释出现这种现象的原因 二 理想变压器原 副线圈基本量的关系1 理想变压器 忽略原 副线圈的 和各种电磁能量损失的变压器 3 功率关系 原线圈的输入功率 副线圈的输出功率 电阻 匝数之比 等于 成反比 5 两类变压器 n2 n1 能使电压升高的变压器叫做 变压器 n2 n1 能使电压降低的变压器叫做 变压器 升压 降压 课堂 优化整合 2 功率关系 由于理想变压器没有各种能量损失 所以变压器输出功率等于输入功率 即 P2 P1 当有几组副线圈时 则有 P1 P2 P3 一理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电源连接 输入电压U如下图所示 副线圈仅接入一个10 的电阻 则 例1 答案 D 题后反思 1 由图象读出峰值并计算出有效值 2 计算出输出电压U2 3 计算出输出功率 等于输入功率 及R产生的热量 1 多选 关于理想变压器的工作原理 以下说法正确的是 A 通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B 穿过原 副线圈的磁通量在任何时候都相等C 穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D 原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 答案 BC 解析 B I 由于面积S不变 故 I A错误 因理想变压器无漏磁 故B C正确 D错 3 总功率P入 P线 P2 即变压器的输入功率是由输出功率决定的 4 对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 1 原 副线圈匝数比不变 分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况 进行动态分析的顺序是R I2 P2 P1 I1 2 负载电阻不变 分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况 进行动态分析的顺序是n1 n2 U2 I2 P2 P1 I1 一理想变压器给负载供电 变压器输入电压不变 如下图所示 如果负载电阻的滑片向上移动 则图中所有交流电表的示数及输入功率变化情况正确的是 A V1 V2不变 A1增大 A2减小 P增大B V1 V2不变 A1 A2增大 P增大C V1 V2不变 A1 A2减小 P减小D V1不变 V2增大 A1减小 A2减小 P减小 例2 解析 理想变压器输入电压不变 则输出电压不变 故表V1 V2示数不变 滑片向上移 使负载电阻增大 因而 副线圈中的电流I2减小 由于变压比不变 故原线圈中的电流也将减小 输出功率P出 U2I2减小 P入 P出 因而输入功率也将减小 答案 C 题后反思理想变压器的动态问题分析 大致有两种情况 一是负载电阻不变 原 副线圈的电压U1 U2 电流I1 I2 输入和输出功率P1 P2随匝数比变化而变化的情况 另一类是匝数比不变 上述各量随负载电阻变化而变化的情况 不论哪种情况都要注意 1 根据题意分清变量和不变量 2 要弄清 谁决定谁 的制约关系 2 2016 宜昌校级模拟 图示电路中 变压器为理想变压器 a b接在电压有效值不变的交流电源两端 R0为定值电阻 R为滑动变阻器 现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置 观察到电流表A1的示数增大了0 2A 电流表A2的示数增大了0 8A 则下列说法正确的是 A 电压表V1示数增大B 电压表V2 V3示数均增大C 该变压器起升压作用D 变阻器滑片是沿c d的方向滑动 答案 D 解析 观察到电流表A1的示数增大了0 2A 电流表A2的示数增大了0 8A 即副线圈电流增大 由于a b接在电压有效值不变的交流电源两端 匝数比不变 所以副线圈电压不变 即V1 V2示数不变 根据欧姆定律得负载电阻减小 所以变阻器滑片是沿c d的方向滑动 故A错误 D正确 由于R0两端电压增大 所以滑动变阻器R两端电压减小 即电压表V3示数减小 故B错误 观察到电流表A1的示数增大了0 2A 电流表A2的示数增大了0 8A 即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量 根据电流与匝数成反比 所以该变压器起降压作用 故C错误 1 自耦变压器 铁芯上只绕有一个线圈 三个抽头 线圈既提供原线圈 又提供副线圈 自耦变压器变压规律与一般变压器相同 如调压变压器是一种自耦变压器 如下图所示 2 互感器 1 电压互感器 用来把高电压变成低电压 副线圈比原线圈匝数少 它的原线圈并联在高压电路上 副线圈接入交流电压表 如图甲 甲乙 2 电流互感器 用来把大电流变成小电流 副线圈比原线圈匝数多 原线圈串联在被测电路中 副线圈接入交流电流表 如图乙 图甲 乙是配电房中的互感器和电表的接线图 下列说法中不正确的是 例3 甲乙 A 线圈匝数n1 n2 n3 n4B 线圈匝数n1 n2 n3 n4C 甲图中的电表是电压表 输出端不可以短路D 乙图中的电表是电流表 输出端不可以断路解析 甲图中原线圈并联在电路中 应为电压互感器 为降压变压器 n1 n2 甲图中的电表为电压表 乙图中原线圈串联在电路中 为电流互感器 是升压变压器 n3 n4 乙图中电表为电流表 故选项B C D正确 答案 A 题后反思本题考查互感器的应用 理解原 副线圈匝数多少及在电路中连接方式是解题的关键 3 一个次级有两个不同副线圈的理想变压器 如图甲所示 图乙将两盏标有 6V0 9W 和一盏标有 3V0 9W 的三盏灯泡全部接入变压器的次级 且能够正常发光 已知U1 220V 匝数如图 甲乙 1 请在次级画出连接的示意图 2 计算灯泡正常发光时变压器初级线圈中的电流大小 答案 1 见解析图 2 0 012A 当变压器原线圈中接有用电器时由于原线圈中的用电器要分担一部分电压 因此原线圈两端电压不等于电源两端电压 但电压比 电流比的关系仍然成立 原线圈中接有用电器问题 如图甲所示 变压器原副线圈的匝数比为3 1 L1 L2 L3 L4为四只规格均为 9V6W 的相同灯泡 各电表均为理想交流电表 输入端交变电压的ut图象如图乙所示 则以下说法中正确的是 A 电压表的示数为36VB 电流表的示数为2A 例4 甲乙 C 四只灯泡均能正常发光D 变压器副线圈两端交变电流的频率为50Hz 答案 BCD 4 2015 新课标 卷 一理想变压器的原 副线圈的匝数比为3 1 在原副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻 原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上 如图所示 设副线圈回路中电阻两端的电压为U 原 副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k 则 答案 A