2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第2章 第6节　变压器 (3份打包)

第六节　变压器 [学习目标]　1.了解变压器的构造，知道什么是理想变压器.2.理解变压器的工作原理．(重点)3.通过实验探究，得到电压、电流与匝数的关系．(重点)4.能够利用变压比、变流比定性和定量分析有关变压器的实际问题．(难点) 一、认识变压器 1．用途：改变交流电压的设备． 2．构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成． (1)原线圈：跟电源相连的线圈(也叫初级线圈)． (2)副线圈：跟负载相连的线圈(也叫次级线圈)． 3．原理：原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，所以在副线圈中产生感应电动势．如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有交变电流． 二、理想变压器原、副线圈基本量的关系 1．铜损和铁损 (1)铜损：变压器的线圈有内阻，电流通过时发热所损失的能量． (2)铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，产生涡流，使铁芯发热所损失的能量． 2．理想变压器：忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器． 3．电压与匝数关系：原、副线圈的电压之比等于这两个线圈的匝数之比，即.＝ 4．功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 5．电流与匝数关系：原、副线圈中的电流跟它们的匝数成反比，即.＝ 6．两类变压器：n2>n1，能使电压升高的变压器叫作升压变压器；n2<n1，能使电压降低的变压器叫作降压变压器． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)我们所用的比较好的变压器就是理想变压器．(×) (2)理想变压器的输入功率和输出功率相等．(√) (3)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高．(×) (4)变压器能改变所有电流的电压．(×) (5)我们可以根据变压器线圈导线的粗细判断其匝数的多少．(√) 2．(多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有(　　) A．交流电的频率　　 B．磁通量的变化率 C．功率 D．交流电的峰值 ABC　[理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B、C正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交流电频率，A正确，D错误．] 3．一台理想变压器的原线圈接220 V正弦交流电压时，副线圈上仅接有阻值为10 Ω的电阻，电阻两端的电压为44 V．若将副线圈的匝数增加100匝，则通过副线圈上此电阻的电流增加1.1 A．由此可知该变压器原线圈的匝数为(　　) A．200 B．2 000 C．50 D．500 B　[由题意知，当副线圈匝数增加100匝时，电阻上的电压U2′＝U2＋ΔIR＝44 V＋1.1×10 V＝55 V 又由，可得，＝，＝ ＝，＝ 解得n1＝2 000，故B正确．] 对变压器原理的理解 1.变压器的变压原理是电磁感应．如图所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都会产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势． 2．由于互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈． 3．能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副线圈电能． 【例1】　(多选)如图所示为汽油机中点火装置的示意图，它使用的是12 V直流电源，在变压器的输出端却可得到高达10 000 V的高压，开关是自动控制的，欲使副线圈两端得到一个高压，应使(　　) A．开关总处于接通状态 B．开关在接通时断开 C．开关在断开时接通 D．开关总处于断开状态 BC　[欲使副线圈两端得到一个高压，必须使变压器铁芯中的磁通量发生变化，即原线圈中的电流必须发生变化，只有在开关闭合、断开瞬间原线圈中电流才有变化，故选B、C.] (1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用． (2)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． (3)变压器不能改变交变电流的频率． (4)若直流电的电压是随时间变化的，也可以用变压器改变电压． 1．如图所示，甲图中两导轨不平行，而乙图中两导轨平行，其余物理条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右做匀速运动，在金属棒运动过程中，将观察到(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．L1、L2都发光，只是亮度不同 B．L1、L2都不发光 C．L2发光，L1不发光 D．L1发光，L2不发光 D　[甲图右侧线圈中感应电动势的大小时刻变化，在甲图的右侧线圈中形成变化的电流，能发生电磁感应，在左侧线圈和灯L1中产生感应电流，灯L1发光．乙图右侧线圈中感应电动势恒定不变．在乙图的右侧线圈中形成恒定不变的电流，不能在左侧线圈和灯L2回路中产生感应电流，灯L2不发光．正确选项为D.] 理想变压器的规律 1．电动势关