课堂新坐标2016_2017学年高中物理第4章远距离输电第2节变压器教师用书.doc

第2节　变压器学 习 目 标 知 识 脉 络知道变压器的构造及几种常见的变压器. 理解变压器的工作原理及工作规律．(重点) 理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系．(重点、难点) 理解理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率的关系．(重点、难点) 变 压 器 的 结 构 和 原 理 1．变压器的结构(1)变压器：能升高电压或降低电压的设备称为变压器．(2)构造：如图4-2-1甲所示变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成线圈用绝缘导线绕成．与原线圈(也叫初级线圈)与负载连接的线圈叫做副线圈(也叫次级线圈)．原、副线圈的匝数分别用符号n、n表示；原线圈两端的电压又叫输入电压用符号U表示副线圈两端的电压又叫输出电压用符号U表示．在电路中变压器的符号如图乙所示． 图4-2-1(3)种类：变压器分为升压变压器和降压变压器两种．变压器的工作原理当原线圈两端加上交变电压时就有交变电流通过原线圈并在铁芯中产生交变的磁场铁芯中就有变化的磁通量这个变化的磁通量同样会穿过副线圈并在副线圈两端产生感应电动势．如果变压器在传输电能的过程中损失的能量很小可 1．变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能转化．(√)变压器对恒定电流也能变压．(×)不计电能损耗的变压器为理想变压器．(√) 原、副线圈是否通过铁芯导通？【提示】　不是．都绕在同一绝缘铁芯上． 在课外某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时发现缺少电源于是就用一种摩托车的蓄电池代替按图所示进行实验． 图4-2-2探讨1：闭合电键后灯泡是否发光？【提示】　探讨2：解释出现这种现象的原因．【提示】　原因是：恒定电压加在原线圈上后线圈内的磁通量不发生变化因而副线圈中的磁通量也不发生变化所以E＝n＝0.故副线圈中无感应电动势． 1．理想变压器(1)没有漏磁即通过原、副线圈的每一匝的磁通量都一样；(2)原、副线圈没有电阻即忽略原副线圈中的焦耳热损耗(铜损)；(3)铁芯中无磁损耗也不产生涡流；(4)原、副线圈的感抗均趋于无穷大从而空载电流趋于0.变压器的工作原理 图4-2-3变压器的变压原理是电磁感应．如图图4-2-3所示当原线圈上加交流电压U时原线圈中就有交变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．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．其能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副线圈电能．(多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有(　　)交流电的频率 B．磁通量的变化率功率 D．交流电的峰值【解析】　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、C正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交流电频率正确、错误．【答案】　关于理想变压器的工作原理以下说法正确的是(　　)通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等穿过副线圈磁通量的D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈【解析】　通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的由于面积S不变故磁通量Φ变化错误；因理想变压器无漏磁原、副线圈的磁通量总相等故错误；由互感现象知正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能原、副线圈通过磁联系在一起故错误．【答案】　如图4-2-4所示为汽油机中点火装置的示意图它使用的是12 直流电源在变压器的输出端却可得到高达10 000 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(　　) 图4-2-4开关总处于接通状态开关在接通时断开开关在断开时接通开关总处于断开状态【解析】　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B、C.【答案】　对变压器的理解变压器只对变化的电流起作用对恒定电流不起作用．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．变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．原、副线圈的感抗均趋于无穷大从而空载电流趋于零． 理想变压器电压与匝数的关系及自耦变压器 1．电压与匝数的关系：＝电流与匝数的关系：＝自耦变压器(1)它只有一个线自耦变压器的工作原理和一般双绕组变压器一样原、副线圈两端的电压之比等于匝数比．(2)可调自耦变压器的最大优点是可以连续调节输出电压；缺点是低压端和高压端直接有电的联系使用不够安全． 1．升压变压器的副线(×) 2．对于两个副线圈的变压器电压比仍与匝数成正比．(√)自耦变压器只有升压作用．(×)自耦变压器的优点是使用安全．(×) 什么叫降压变压器什么叫升压变压器？【提示】　降压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器．升压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器．