2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 6 變壓器學(xué)案 教科版選修3-2.doc
《2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 6 變壓器學(xué)案 教科版選修3-2.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 6 變壓器學(xué)案 教科版選修3-2.doc(12頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
6 變壓器目標(biāo)定位1.了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器,理解變壓器的工作原理.2.掌握理想變壓器的功率關(guān)系.3.理解變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律,并運(yùn)用此規(guī)律解決實(shí)際問題.一、變壓器的結(jié)構(gòu)與原理1.變壓器的結(jié)構(gòu):如圖1所示,為變壓器的示意圖和在電路圖中的符號(hào).圖1(1)變壓器的構(gòu)造:閉合鐵芯、原線圈(匝數(shù)用n1表示)、副線圈(匝數(shù)用n2表示).輸入電壓是U1,輸出電壓是U2,兩個(gè)線圈都繞在閉合鐵芯上.(2)原線圈:與交流電源相連接的線圈,又叫做初級(jí)線圈.(3)副線圈:與負(fù)載相連的另一個(gè)線圈,又叫做次級(jí)線圈.2.變壓器的工作基礎(chǔ)是互感現(xiàn)象,由于互感作用,穿過原、副線圈的磁通量相等,磁通量的變化率相等,若原線圈匝數(shù)為n1,則U1n1,副線圈匝數(shù)為n2,則U2n2,所以.3.原、副線圈的地位(1)原線圈在其所處回路中充當(dāng)負(fù)載.(2)副線圈在其所處回路中充當(dāng)電源.4.變壓器不改變(填“改變”或“不改變”)交流電的頻率.深度思考(1)把兩個(gè)沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上,一個(gè)線圈連接到交流電源的兩端,另一個(gè)線圈連接到小燈泡上(如圖2所示),小燈泡能發(fā)光嗎?為什么?(2)若把交流電源改為蓄電池,小燈泡發(fā)光嗎?圖2答案(1)能.當(dāng)左邊線圈加上交流電壓時(shí),左邊線圈中就有交變電流,它在鐵芯中產(chǎn)生周期性變化的磁通量,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,在左、右線圈中都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),右線圈作為電源給小燈泡供電,小燈泡就會(huì)發(fā)光.(2)不發(fā)光.例1理想變壓器正常工作時(shí),原、副線圈中一定相同的物理量是()A.每匝線圈中磁通量的變化率B.交變電流的頻率C.原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D.原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案ABC變壓器能改變交變電壓、交變電流,但不能改變功率和交變電流的頻率.二、理想變壓器的規(guī)律1.理想變壓器的特點(diǎn)(1)變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁;無發(fā)熱損失.(2)原副線圈不計(jì)內(nèi)阻,即也無能量損失.2.理想變壓器的功率關(guān)系從能量守恒看,理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,即P入P出.3.變壓器的變壓關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈:.(2)有多個(gè)副線圈:4.電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí),由U1I1U2I2,得:n1I1n2I2,即(2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí),由I1U1I2U2I3U3得:n1I1n2I2n3I35.電壓、電流、功率的制約關(guān)系(1)電壓制約:輸入電壓U1決定輸出電壓U2.(填“U1”或“U2”)(2)功率制約:P出決定P入,這體現(xiàn)了能量守恒的特點(diǎn).(填“P出”或“P入”)(3)電流制約:輸出電流I2決定輸入電流I1.(填“I1”或“I2”)深度思考變壓器為什么不能改變交流電的頻率?答案因?yàn)樵?、副線圈中的磁通量變化情況相同,所以變壓器不能改變交流電的頻率.例2如圖3所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n221,和均為理想電表,燈泡電阻RL6,AB兩端電壓u112sin100t (V).下列說法正確的是()圖3A.電流頻率為100HzB.的讀數(shù)為24VC.的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W解析根據(jù)u112sin100t (V)及U知U112V,f50Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)得U2U112V6V,即的讀數(shù)為6V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;又I2A1A,即的讀數(shù)為1A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)P1P2及P2W6W,選項(xiàng)D正確.答案D(1)電壓表、電流表示數(shù)均為有效值.(2)理想變壓器P入P出.(3)變壓器不改變頻率,即原、副線圈電流頻率相等.針對(duì)訓(xùn)練如圖4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交變電源上.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()圖4A.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n1n2113答案BD解析變壓器的輸入功率P1P2I2U22.260W132W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由得,選項(xiàng)D正確;由得I1I22.2A0.6A,選項(xiàng)B正確;根據(jù)I得通過副線圈的電流的最大值I2mI2A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.例3如圖5所示,理想變壓器三個(gè)線圈的匝數(shù)之比為n1n2n31051,其中n1接到220V的交流電源上,n2和n3分別與電阻R2、R3組成閉合回路.已知通過電阻R3的電流I32A,電阻R2110,求通過電阻R2的電流I2和通過原線圈的電流I1.圖5解析由變壓器原、副線圈電壓比等于其匝數(shù)比可得,加在R2上的電壓U2U1220V110V通過電阻R2的電流I2A1A加在R3上的電壓U3U1220V22V根據(jù)輸出功率等于輸入功率得:U1I1U2I2U3I3代入數(shù)據(jù)解得通過原線圈的電流為:I10.7A.答案1A0.7A含多個(gè)副線圈的變壓器,電壓仍與匝數(shù)成正比,但電流關(guān)系只能通過功率關(guān)系來判斷.三、電壓互感器和電流互感器1.電壓互感器(1)構(gòu)造:小型降壓變壓器,如圖6甲所示.(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?,通過測(cè)量低電壓,計(jì)算出高壓電路的電壓.圖62.電流互感器(1)構(gòu)造:小型升壓變壓器,如圖乙所示.(2)接法:原線圈串聯(lián)在被測(cè)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(cè)量小電流,計(jì)算出被測(cè)電路中的大電流.例4普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流,通常要通過電流互感器來連接,如圖7所示,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時(shí)電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時(shí)電流為Icd,為了使電流表能正常工作,則()圖7A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdB.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcdD.ab接PQ、cd接MN,IabIcd解析根據(jù)單一副線圈的理想變壓器原理,電流比值等于匝數(shù)比的倒數(shù),可得ab接MN、cd接PQ,IabIcd,故B正確.答案B(1)電壓互感器U1U2,n1n2;(2)電流互感器I1I2,n1U1,U2降低 BU2U1,U2升高CU2U1,U2降低 DU2n2知U2U1;滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至N點(diǎn)過程,n2減小,則U2降低,C項(xiàng)正確11.(多選)為了監(jiān)測(cè)變電站向外輸電情況,要在變電站安裝互感器,其接線如圖10所示,兩變壓器匝數(shù)分別為n1、n2和n3、n4,a和b是交流電表,則()圖10A.n1n2B.n3n4C.a為交流電流表,b為交流電壓表D.a為交流電壓表,b為交流電流表答案AD解析由電路連接方式可知,左圖是電壓互感器,把高電壓經(jīng)過變壓器降壓后測(cè)量,所以n1n2,a為交流電壓表,右圖為電流互感器,把大電流經(jīng)過變壓器變?yōu)樾‰娏髟贉y(cè)量,所以n3n4,b為交流電流表.12.如圖11所示,一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器,原線圈匝數(shù)n11100匝.接入電壓U1220V的交流電路中.圖11(1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓U26V,U3110V,它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少?(2)若在兩副線圈上分別接上“6V,20W”、“110V,60W”的兩個(gè)用電器,原線圈的輸入電流為多少?答案(1)30匝550匝(2)A解析(1)根據(jù)原、副線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系:由得n2n11100匝30匝n3n11100匝550匝.(2)設(shè)原線圈輸入電流為I1,由P入P出得U1I1U2I2U3I3P2P3所以I1AA.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 變壓器學(xué)案 教科版選修3-2 2017 2018 學(xué)年 高中物理 第二 電流 變壓器 教科版 選修
鏈接地址:http://appdesigncorp.com/p-6123989.html