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1、5 變壓器,第二章 交變電流,學習目標,知識探究,典例精析,達標檢測,1.了解變壓器的構造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理. 2.掌握理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關系并能用它解決相關問題. 3.掌握理想變壓器的功率關系，并能推導出原、副線圈的電流關系.,一、變壓器的原理及電壓與匝數(shù)的關系,如圖1所示，把兩個沒有導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈(原線圈)通過開關連接到交流電源的兩端，另一個線圈(副線圈)連到小燈泡上.連接電路，接通電源，小燈泡能發(fā)光.,,知識探究,,,導學探究,圖1,,答案,(1)兩個線圈并沒有連接，小燈泡為什么會發(fā)光？,答案 當左邊線圈加上交流電壓時，左邊線圈中

2、就有交變電流，它在鐵芯中產生周期性變化的磁場，根據(jù)法拉第電磁感應定律知，在左、右線圈中都要產生感應電動勢，右線圈作為電源給小燈泡供電，小燈泡就會發(fā)光.,,答案,(2)小燈泡兩端的電壓與學生電源的輸出電壓相等嗎？,,,,知識梳理,互感現(xiàn)象,,答案,變化,恒定,,,,(多選)關于變壓器，下列說法正確的是( ) A.變壓器也可以改變恒定電壓 B.變壓器由繞在同一閉合鐵芯上的若干線圈構成 C.變壓器原線圈相對電源而言起負載作用，而副線圈相對負載而言起電 源作用 D.若原線圈電壓U1＝220 V，原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，則副線圈電壓 為55 V,,,即學即用,,解析答案,,二、理想變壓器的基本規(guī)律

3、,閱讀教材回答下列三個問題： (1)什么是理想變壓器？理想變壓器原、副線圈中的功率有什么關系？,答案 理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗.所以理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出.,,,導學探究,,答案,(2)根據(jù)能量守恒推導，只有一個副線圈時原、副線圈中的電流與匝數(shù)的關系.,答案 由能量守恒有P入＝P出， 即U1I1＝U2I2.,,答案,(3)根據(jù)能量守恒推導，有多個副線圈時原、副線圈中的電流與匝數(shù)的關系.,,答案,答案 若有多個副線圈，則P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋… 將U1

4、∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…代入得 n1I1＝n2I2＋n3I3＋…,,,,知識梳理,P入＝P出,U2I2,,答案,,n1I1＝n2I2＋n3I3＋…,一臺理想降壓變壓器從10 kV的線路中降壓并提供200 A的負載電流.已知兩個線圈的匝數(shù)比為40∶1，則變壓器原線圈中的電流和副線圈中的輸出電壓及輸出功率是( ) A.5 A,250 V,50 kW B.5 A,10 kV,50 kW C.200 A,250 V,50 kW D.200 A,10 kV,2103 kW,,解析答案,,,即學即用,返回,答案 A,,返回,例1 關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是 ( ) A.原、

5、副線圈纏繞在一個閉合鐵芯上，是為了減少磁場能的損失，有效地 傳送電能 B.鐵芯不用整塊金屬做成，是為了防止原、副線圈短路，造成危險 C.變壓器不改變交流電的頻率，只改變電壓大小 D.當原線圈接入大小不斷變化的直流電時，副線圈也有電壓輸出,一、變壓器原理的理解,,典例精析,,解析答案,解析 鐵芯不用整塊金屬做成是為了防止渦流產生較多的熱量從而燒壞變壓器.,ACD,,,解析答案,二、理想變壓器基本關系的應用,圖2,A.電壓表讀數(shù)為282 V B.電壓表讀數(shù)為28.2 V C.輸入功率為56.4 W D.輸入功率為40 W,歸納總結,,歸納總結,答案 D,歸納總結,,例3 如圖3所示，理想變壓器的

6、原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭.在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則( ),三、理想變壓器中的動態(tài)分析,,圖3,A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小,歸納總結,解析答案,答案 BC,,歸納總結,歸納總結,,對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況： (1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況

7、，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1. (2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.,A.保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù) 變大 B.保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變小 C.保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變大 D.保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變小,例4 調壓變壓器是一種自耦變壓器，它的構造如圖4所示.線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上.AB間加上正弦交流電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調節(jié)輸出電壓.在輸出端連接了滑動變阻器R

8、和理想交流電流表，變阻器的滑動觸頭為Q，則( ),四、幾種常見的變壓器,,解析答案,圖4,,例5 圖5甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，下列說法中正確的是( ),,圖5,A.線圈匝數(shù)n1n2，n3>n4 C.甲圖中的電表是電壓表，輸出端不可短路 D.乙圖中的電表是電流表，輸出端不可斷路,返回,解析答案,總結提升,解析 題圖甲中的原線圈并聯(lián)在電路中，為電壓互感器，是降壓變壓器，n1>n2，題圖甲中的電表為電壓表；題圖乙中的原線圈串聯(lián)在電路中，為電流互感器，是升壓變壓器，n3

9、電流互感器應串聯(lián)接入電路. 2.電壓互感器是把高電壓變成低電壓，故原線圈匝數(shù)n1大于副線圈匝數(shù)n2. 3.電流互感器是把大電流變成小電流，故原線圈匝數(shù)n1小于副線圈匝數(shù)n2.,,返回,1.如圖6所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，當導線在平行導軌上勻速切割磁感線時，電流表 的示數(shù)是12 mA，則副線圈中電流表 的示數(shù)是( ),,達標檢測,1,2,3,4,,解析答案,圖6,A.3 mA B.48 mA C.零 D.與R的阻值有關,解析 當導線在平行導軌上勻速運動時，產生的電流是恒定的電流，不會使副線圈的磁通量變化，因而副線圈中無感應電流，選項C正確. 答案 C,1,2

10、,3,4,A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 A C.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A,,解析答案,2.如圖7所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，兩個標有“12 V 6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端.當兩燈泡都正常工作時，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想電表)的示數(shù)分別是 ( ),1,2,3,4,圖7,,1,2,3,4,3.鉗式電流表的外形和結構如圖8a、b所示.圖b中電流表的讀數(shù)為1.2 A，圖c中用同一電纜線繞了3匝，則( ),1,2,3,4,圖8,,解析答案,A.這種電流表能測直流電流，圖c的讀數(shù)為2.4 A B.這種電流表

11、能測交變電流，圖c的讀數(shù)為0.4 A C.這種電流表能測交變電流，圖c的讀數(shù)為3.6 A D.這種電流表既能測直流電流，又能測交變電流， 圖c的讀數(shù)為3.6 A,解析 鉗式電流表利用了變壓器的工作原理，因此鉗式電流表只能測交變電流.根據(jù)n1I1＝n2I2可知，題圖b中線圈單匝時， 的讀數(shù)為1.2 A.在題圖c中繞3匝時， 的讀數(shù)應為3.6 A，故選項C正確. 答案 C,1,2,3,4,,,1,2,3,4,返回,圖9,解析答案,解析 理想變壓器可以變壓、變流，但不改變功率和頻率；由交變電壓的表達式可知，該交變電壓的頻率為50 Hz，而產生交變電壓的線圈每轉一圈，其電流變向兩次，故B正確； 電壓表的示數(shù)是有效值，根據(jù)理想變壓器的變壓比等于匝數(shù)比可知，該電壓表的示數(shù)為22 V，A正確； 滑動變阻器的觸頭P向上移動，其接入電路的阻值減小，而變壓器兩端的電壓不變，則電壓表的示數(shù)不變，副線圈中的電流變大，則電流表的示數(shù)變大，C錯誤；,1,2,3,4,,解析答案,,,1,2,3,4,返回,