人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器评优课课件ppt

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1.知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系，会推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系，会用能量的观点理解变压器的工作原理。2.知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型，进一步体会建立理想模型这种思维方法。3.经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程，提高科学探究能力。4.在实验中要养成避免触电和安全使用电表的习惯，养成尊重实验数据的严谨科学态度。
生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？
思考：变压器原副线圈之间没有通过导线连接，是如何实现能量从一个线圈传递给另一个线圈的呢？
当在原线圈上加上交变电压时，在原线圈中出现交变电流，交变电流产生的磁场是不断变化的，磁感线沿着铁芯形成回路，既出穿过了原线圈又穿过了副线圈，因此副线圈中出现了交变的磁通量，产生一个交变的感应电动势，因此副线圈中也出现了交变的感应电流。简单的说：变压器利用的是互感原理。
思考：变压器在传递电能过程中有能量损失吗？
（1）线圈内阻消耗电能，转化为热量（铜损）
（2）铁芯中的涡流损耗； （铁损）
（3）某些磁感线没有沿铁芯穿过副线圈，即存在漏磁现象； （磁损）
理想变压器：不存在能量损失的变压器，即没有铜损、铁损、漏磁损失的变压器。
思考：理想变压器在改变电压时有何规律呢？要想得到不同的电压，可以通过改变什么参数来实现呢？
理论分析：理想变压器的端电压与匝数的关系
(1)穿过原副线圈的磁通量在每时每刻都是相同的，则其磁通量的变化量也是相同的，则可得：
(2) 原副线圈中的感应电动势与匝数成正比：
(3) 由于没有内阻:E1=U1,E2=U2
思考：要想升高电压，原副线圈的匝数应该怎样？降压呢？
1、当n2 >n1 时，U2>U1 —— 升压变压器
2、当n2 思考：对于理想变压器没有能量损失，则原线圈回路中消耗的电功率与副线圈回路消耗的电功率应该相等。
根据此关系请你试着推导出原副线圈中电流与匝数的关系？
(1)原副线圈消耗的电功率相等：
(3) 利用端电压与匝数的关系可得：
例. 如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶2，U1＝220 sin ωt (V)，n1＝1 100 匝，以下说法中正确的是（ ）A．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为1∶2B．穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为C．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 VD．原、副线圈电压的最大值之比为1∶2
拓展：理想变压器的动态分析问题
1.只有在原线圈上加上交变电压，副线圈中才会出现感应电动势，副线圈两端才会有电压，因此：输出电压由输入电压决定。
2.输入电流随输出电流的增大而增大.
3.随负载的增加，输入电流随输出电流增大而增大，则输入功率随输出功率的增大而增大，可见输入功率由输出功率决定（要多少给多少！）
例. 图示为街头变压器通过降压给用户供电示意图。试分析当用电器数量增加时，图中各表读数如何变化？
理想变压器的端电压与匝数的关系
原线圈回路中消耗的电功率与副线圈回路消耗的电功率
理想变压器的原、副线圈电流与匝数的关系
1.如图所示，一理想变压器给一标有“20 V　10 W”的小灯泡供电，原、副线圈分别接一理想电流表和一理想电压表。当原线圈输入220 V的交变电流时，闭合开关S后小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（　　）A.变压器原、副线圈的匝数比为1∶11B.变压器原、副线圈中每匝线圈的磁通量的变化率之比为11∶1C.将开关S断开，电压表的示数将变为0D.小灯泡两端再并联一个相同的灯泡，电流表的示数将变为原来的两倍
3.［多选］如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈上的电压，则（　 　）A.保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B.保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C.保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大
4.［多选］理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=3∶1，原线圈与理想电流表串联后接在u= 的交流电源上，副线圈与滑动变阻器 、定值电阻R及理想电压表连接成如图所示的电路，下列说法正确的是（　　）A.触头下移，定值电阻R消耗的功率减小B.触头上移，电压表的示数增大C. t=0.1 s时，电流表示数为0D. t=0.1 s时，电压表示数为9 V