高中物理 第2章 交變電流 第6節(jié) 變壓器課件 粵教版選修3-2.ppt

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第六節(jié)變壓器 1 在無(wú)線電儀器中 常需要在距離較近處安裝兩個(gè)線圈 并要求當(dāng)一個(gè)線圈中電流有變化時(shí) 對(duì)另一個(gè)線圈中的電流的影響盡量小 如圖所示兩個(gè)線圈的相對(duì)安裝位置最符合該要求的是 課前 自主學(xué)習(xí) ABCD 答案 D 解析 兩個(gè)相距較近的線圈 當(dāng)其中的一個(gè)線圈中電流發(fā)生變化時(shí) 就在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 這個(gè)變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 即發(fā)生互感現(xiàn)象 要使這種影響盡量小 應(yīng)采用D選項(xiàng)所示的安裝位置才符合要求 因?yàn)橥娋€圈的磁場(chǎng)分布與條形磁鐵的類似 采用D選項(xiàng)所示的安裝位置時(shí) 變化的磁場(chǎng)穿過(guò)另一線圈的磁通量最小 2 多選 對(duì)于扼流圈的以下說(shuō)法 正確的是 A 扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的B 低頻扼流圈用來(lái) 通低頻 阻高頻 C 高頻扼流圈用來(lái) 通直流 阻交流 D 高頻扼流圈對(duì)低頻交變電流阻礙作用較小 對(duì)高頻交變電流的阻礙作用很大 答案 AD 一 變壓器1 用途 改變交變電流的 2 構(gòu)造 由 和繞在鐵芯上的線圈組成 與電源連接的線圈叫做 與負(fù)載連接的線圈叫做 3 工作原理 在原線圈上加交變電壓 原線圈中的交變電流在鐵芯中產(chǎn)生 且也穿過(guò)副線圈 從而在副線圈中產(chǎn)生 如果副線圈兩端接入負(fù)載 負(fù)載中就會(huì)有交變電流 電壓 閉合鐵芯 原線圈 副線圈 交變的磁通量 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在課外 某同學(xué)在進(jìn)行低壓交流變壓器實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作時(shí) 發(fā)現(xiàn)缺少電源 于是就用一種摩托車的蓄電池代替 按圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 則閉合電鍵后 燈泡是否發(fā)光 并解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因 二 理想變壓器原 副線圈基本量的關(guān)系1 理想變壓器 忽略原 副線圈的 和各種電磁能量損失的變壓器 3 功率關(guān)系 原線圈的輸入功率 副線圈的輸出功率 電阻 匝數(shù)之比 等于 成反比 5 兩類變壓器 n2 n1 能使電壓升高的變壓器叫做 變壓器 n2 n1 能使電壓降低的變壓器叫做 變壓器 升壓 降壓 課堂 優(yōu)化整合 2 功率關(guān)系 由于理想變壓器沒(méi)有各種能量損失 所以變壓器輸出功率等于輸入功率 即 P2 P1 當(dāng)有幾組副線圈時(shí) 則有 P1 P2 P3 一理想變壓器原 副線圈匝數(shù)比n1 n2 11 5 原線圈與正弦交變電源連接 輸入電壓U如下圖所示 副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻 則 例1 答案 D 題后反思 1 由圖象讀出峰值并計(jì)算出有效值 2 計(jì)算出輸出電壓U2 3 計(jì)算出輸出功率 等于輸入功率 及R產(chǎn)生的熱量 1 多選 關(guān)于理想變壓器的工作原理 以下說(shuō)法正確的是 A 通過(guò)正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B 穿過(guò)原 副線圈的磁通量在任何時(shí)候都相等C 穿過(guò)副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D 原線圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線圈 答案 BC 解析 B I 由于面積S不變 故 I A錯(cuò)誤 因理想變壓器無(wú)漏磁 故B C正確 D錯(cuò) 3 總功率P入 P線 P2 即變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的 4 對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況 1 原 副線圈匝數(shù)比不變 分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況 進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R I2 P2 P1 I1 2 負(fù)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(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1 n2 U2 I2 P2 P1 I1 一理想變壓器給負(fù)載供電 變壓器輸入電壓不變 如下圖所示 如果負(fù)載電阻的滑片向上移動(dòng) 則圖中所有交流電表的示數(shù)及輸入功率變化情況正確的是 A V1 V2不變 A1增大 A2減小 P增大B V1 V2不變 A1 A2增大 P增大C V1 V2不變 A1 A2減小 P減小D V1不變 V2增大 A1減小 A2減小 P減小 例2 解析 理想變壓器輸入電壓不變 則輸出電壓不變 故表V1 V2示數(shù)不變 滑片向上移 使負(fù)載電阻增大 因而 副線圈中的電流I2減小 由于變壓比不變 故原線圈中的電流也將減小 輸出功率P出 U2I2減小 P入 P出 因而輸入功率也將減小 答案 C 題后反思理想變壓器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析 大致有兩種情況 一是負(fù)載電阻不變 原 副線圈的電壓U1 U2 電流I1 I2 輸入和輸出功率P1 P2隨匝數(shù)比變化而變化的情況 另一類是匝數(shù)比不變 上述各量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況 不論哪種情況都要注意 1 根據(jù)題意分清變量和不變量 2 要弄清 誰(shuí)決定誰(shuí) 的制約關(guān)系 2 2016 宜昌校級(jí)模擬 圖示電路中 變壓器為理想變壓器 a b接在電壓有效值不變的交流電源兩端 R0為定值電阻 R為滑動(dòng)變阻器 現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置 觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0 2A 電流表A2的示數(shù)增大了0 8A 則下列說(shuō)法正確的是 A 電壓表V1示數(shù)增大B 電壓表V2 V3示數(shù)均增大C 該變壓器起升壓作用D 變阻器滑片是沿c d的方向滑動(dòng) 答案 D 解析 觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0 2A 電流表A2的示數(shù)增大了0 8A 即副線圈電流增大 由于a b接在電壓有效值不變的交流電源兩端 匝數(shù)比不變 所以副線圈電壓不變 即V1 V2示數(shù)不變 根據(jù)歐姆定律得負(fù)載電阻減小 所以變阻器滑片是沿c d的方向滑動(dòng) 故A錯(cuò)誤 D正確 由于R0兩端電壓增大 所以滑動(dòng)變阻器R兩端電壓減小 即電壓表V3示數(shù)減小 故B錯(cuò)誤 觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0 2A 電流表A2的示數(shù)增大了0 8A 即原線圈電流增大量小于副線圈電流增大量 根據(jù)電流與匝數(shù)成反比 所以該變壓器起降壓作用 故C錯(cuò)誤 1 自耦變壓器 鐵芯上只繞有一個(gè)線圈 三個(gè)抽頭 線圈既提供原線圈 又提供副線圈 自耦變壓器變壓規(guī)律與一般變壓器相同 如調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器 如下圖所示 2 互感器 1 電壓互感器 用來(lái)把高電壓變成低電壓 副線圈比原線圈匝數(shù)少 它的原線圈并聯(lián)在高壓電路上 副線圈接入交流電壓表 如圖甲 甲乙 2 電流互感器 用來(lái)把大電流變成小電流 副線圈比原線圈匝數(shù)多 原線圈串聯(lián)在被測(cè)電路中 副線圈接入交流電流表 如圖乙 圖甲 乙是配電房中的互感器和電表的接線圖 下列說(shuō)法中不正確的是 例3 甲乙 A 線圈匝數(shù)n1 n2 n3 n4B 線圈匝數(shù)n1 n2 n3 n4C 甲圖中的電表是電壓表 輸出端不可以短路D 乙圖中的電表是電流表 輸出端不可以斷路解析 甲圖中原線圈并聯(lián)在電路中 應(yīng)為電壓互感器 為降壓變壓器 n1 n2 甲圖中的電表為電壓表 乙圖中原線圈串聯(lián)在電路中 為電流互感器 是升壓變壓器 n3 n4 乙圖中電表為電流表 故選項(xiàng)B C D正確 答案 A 題后反思本題考查互感器的應(yīng)用 理解原 副線圈匝數(shù)多少及在電路中連接方式是解題的關(guān)鍵 3 一個(gè)次級(jí)有兩個(gè)不同副線圈的理想變壓器 如圖甲所示 圖乙將兩盞標(biāo)有 6V0 9W 和一盞標(biāo)有 3V0 9W 的三盞燈泡全部接入變壓器的次級(jí) 且能夠正常發(fā)光 已知U1 220V 匝數(shù)如圖 甲乙 1 請(qǐng)?jiān)诖渭?jí)畫出連接的示意圖 2 計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)變壓器初級(jí)線圈中的電流大小 答案 1 見(jiàn)解析圖 2 0 012A 當(dāng)變壓器原線圈中接有用電器時(shí)由于原線圈中的用電器要分擔(dān)一部分電壓 因此原線圈兩端電壓不等于電源兩端電壓 但電壓比 電流比的關(guān)系仍然成立 原線圈中接有用電器問(wèn)題 如圖甲所示 變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3 1 L1 L2 L3 L4為四只規(guī)格均為 9V6W 的相同燈泡 各電表均為理想交流電表 輸入端交變電壓的ut圖象如圖乙所示 則以下說(shuō)法中正確的是 A 電壓表的示數(shù)為36VB 電流表的示數(shù)為2A 例4 甲乙 C 四只燈泡均能正常發(fā)光D 變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50Hz 答案 BCD 4 2015 新課標(biāo) 卷 一理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)比為3 1 在原副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻 原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上 如圖所示 設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U 原 副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k 則 答案 A