3.3變壓器人教版（2019）高中物理（選擇性必修第二冊）第三章交變電流老師：

授課時(shí)間：

讓交流電和恒定直流電通過相同的電阻，如果它們在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，這一交流電的有效值就跟這個(gè)直流電的數(shù)值相等。1、有效值:

(三同)2、正弦式交流電有效值求解：通直流，阻交流。通低頻，阻高頻。XL

=2π?L3.電感器特點(diǎn)：知識(shí)回顧通交流，隔直流。4.電容器特點(diǎn)：通高頻，阻低頻。第2頁課堂導(dǎo)入街頭變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器第3頁課堂導(dǎo)入鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成。①.由于磁化，使絕大部分磁感線集中在鐵芯上，即鐵芯起到匯聚磁場的作用。②.采用彼此絕緣的硅鋼片可減小渦流

一、變壓器的結(jié)構(gòu)原線圈：與交流電源相連的線圈，也叫初級線圈副線圈：與負(fù)載相連的線圈，也叫次級線圈線圈一般采用銅芯線，以減少線圈電阻上的能量損耗

。第4頁知識(shí)講解

四、變壓器的工作原理變壓器的基本原理是利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象。原線圈接交變電流原線圈中產(chǎn)生交變磁場鐵芯構(gòu)成磁回路副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢對于理想變壓器，原、副線圈磁通量的變化率相等。則有：電能磁場能電能第5頁知識(shí)講解1、鐵芯是否變壓器的必要組成部分？

沒有鐵芯，并排放置的原、副線圈也發(fā)生互感現(xiàn)象，但是大部分磁感線都流失在線圈外，故傳輸電能的效率太差；而鐵芯存在，使絕大部分磁感線集中在鐵芯上，起到束磁的作用，大大增強(qiáng)了變壓器傳輸電能的效率。U1U2第6頁知識(shí)講解2、變壓器在運(yùn)行時(shí)，哪些地方有能量損耗呢？U2

RU1n1n2原線圈電能副線圈電能磁場能磁損：漏磁損失能量鐵損：

渦流現(xiàn)象發(fā)熱銅損：線圈電阻發(fā)熱能量損耗主要3、

若不計(jì)能量損耗，變壓器原副線圈中能量如何轉(zhuǎn)化？不計(jì)能量損耗的變壓器，我們稱之為理想變壓器第7頁知識(shí)講解二、理想變壓器1、理想變壓器特點(diǎn)：（1）無銅損：原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，不產(chǎn)生熱量。（2）無鐵損：忽略鐵芯產(chǎn)生的熱量。（3）無磁損：變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁，原、副線圈磁通量無差別。理想變壓器——沒有能量損失的變壓器P入＝P出U1U2n1n2第8頁知識(shí)講解一個(gè)副線圈的理想變壓器理想變壓器

2.電壓制約：U2：U1=n2：n1U1決定U2I1I2U2

n1n2RU11.功率制約：P1=P2P2決定P13.電流制約：I1:I2=n2：n1l2決定l1第9頁知識(shí)講解多副線圈的理想變壓器為什么？由

P入

=P出

得原線圈電能全部轉(zhuǎn)化為兩副線圈電能I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

“一原多副”的理想變壓器第10頁知識(shí)講解理想變壓器的規(guī)律第11頁知識(shí)講解典例精析【典例】(多選)一理想變壓器如圖所示,K為單刀雙擲開關(guān),P為滑動(dòng)變阻器的滑片,U1為加在原線圈兩端的交變電壓,I1為原線圈中的電流,則(

)。A.保持U1及P的位置不變,K由a扳向b時(shí),I1將增大B.保持U1及P的位置不變,K由b扳向a時(shí),R消耗的電功率減小C.保持U1不變,K接在a處,使P上滑,I1將增大D.保持P的位置不變,K接在a處,若U1增大,I1將增大第12頁知識(shí)講解自耦變壓器U2U1ABP只有1個(gè)繞組的變壓器稱自耦變壓器，原副線圈共用一個(gè)線圈。U1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器優(yōu)點(diǎn)：可連續(xù)調(diào)整輸出電壓。缺點(diǎn)：高壓端與低壓端同一線圈，不安全。三、常見變壓器第13頁知識(shí)講解V地線火線n2n1U1U2電壓互感器電壓互感器(1)構(gòu)造：小型降壓變壓器，如圖所示。(2)接法：原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈接電壓表；為了安全，外殼和副線圈應(yīng)接地。(3)作用：將高電壓變?yōu)榈碗妷海ㄟ^測量低電壓，計(jì)算出高壓電路的電壓。第14頁知識(shí)講解電流互感器地線火線

An2n1I2I1電流互感器(1)構(gòu)造：小型升壓變壓器，如圖所示。(2)接法：原線圈串聯(lián)在被測電路中，副線圈接電流表，為了安全，外殼和副線圈應(yīng)接地。(3)作用：將大電流變成小電流，通過測量小電流，計(jì)算出被測電路中的大電流。第15頁知識(shí)講解練習(xí)1、如圖所示,將額定電壓為60V的用電器,通過一理想變壓器接在正弦式交流電源上。閉合開關(guān)S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A。以下判斷正確的是(

B

)A.變壓器輸入功率為484WB.通過原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=3∶11第16頁課堂檢測練習(xí)2、如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝100，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2＝5和n3＝10，L1是“2V

2W”的小燈泡，L2是“4V

4W”的小燈泡．當(dāng)原線圈上接交變電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么，原線圈中的電壓和電流分別為(

C

)第17頁課堂檢測

第18頁課堂檢測課堂練習(xí)練習(xí)、如圖所示，理想變壓器的原線圈接在

的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表.下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)為1AB．原線圈的輸入功率為C．電壓表的示數(shù)為D．副線圈輸出交流電的周期為50sA第19頁課堂檢測

練習(xí)、(多選)如圖所示，理想變壓器的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(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦式交流電源，則(

)A.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小BC第20頁課堂檢測課堂練習(xí)

練習(xí)、（多選）如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨照射光強(qiáng)度增大而減小）。原線圈接入電壓隨時(shí)間按

變化的交流電，下列說法正確的是（）A．交流電的頻率為100HzB．電壓表的示數(shù)為110VC．照射R的光強(qiáng)度增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大D．照射R的光強(qiáng)度增大時(shí)，電壓表示數(shù)變大，燈泡變得更亮

BC第21頁課堂檢測

練習(xí)、某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，圖乙所示是其輸入電壓u的變化規(guī)律已知滑動(dòng)觸頭P0在圖示位置時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為n1:n2=10:1，電阻R=22Ω。下列說法正確的是（

）A．通過R的交變電流的頻率為100HzB．電流表A2的示數(shù)為2AC．此時(shí)變壓器的輸入功率為22WD．將P0沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)一些，電流表A1的示數(shù)變小C第22頁課堂檢測一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭．下列說法正確的是()A．副線圈輸出電壓的頻率為50HzB．副線圈輸出電壓的有效值為31VC．P向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小D．P向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加第23頁課堂檢測例：一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個(gè)R=10Ω的電阻，則(1)變壓器的輸出電壓的峰值(2)交流電壓表的示數(shù)

(3)電阻R的熱功率(4)原線圈的電流(5)變壓器的輸入功率n1n2RuV第24頁課堂檢測課堂練習(xí)

練習(xí)、如圖所示，理