2018-2019版高中物理 第三章 電磁感應(yīng) 第4講 變壓器學(xué)案 新人教版選修1 -1.doc
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第4講 變壓器 [目標(biāo)定位] 1.了解變壓器的構(gòu)造，知道變壓器為什么能夠改變交變電壓.2.由實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)變壓器原、副線圈的電壓與兩個(gè)線圈匝數(shù)的關(guān)系.3.了解幾種常見的變壓器類型以及應(yīng)用. 4.體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析論證能力. 一、變壓器的結(jié)構(gòu) 1.變壓器由鐵芯和繞在鐵芯上的線圈組成. 2.線圈 (1)變壓器的一個(gè)線圈跟前一級(jí)電路連接，叫做原線圈，也叫初級(jí)線圈. (2)另一線圈跟下一級(jí)電路連接，叫做副線圈，也叫次級(jí)線圈. 想一想 圖3－4－1中的燈泡沒有直接與電源連接，為什么能發(fā)光？電能從哪兒來的？ 圖3－4－1 答案 變壓器使電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，又把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能. 二、變壓器為什么能改變電壓 原線圈中通過電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向也都在不斷變化.副線圈與原線圈是套在同一個(gè)鐵芯上的，通過副線圈的磁場(chǎng)也在不斷變化，于是就在副線圈內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 在同一個(gè)鐵芯上，哪個(gè)線圈的匝數(shù)多，哪個(gè)線圈的電壓就高. 想一想 變壓器能不能改變直流電的電壓？ 答案 不能.變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)工作的，因此只能工作在交流電路中.如果變壓器接入直流電路，原線圈中的電流不變，在鐵芯中不引起磁通量的變化，沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，變壓器起不到變壓作用. 一、變壓器的工作原理 1.變壓器工作的基本原理和發(fā)電機(jī)一樣，也是電磁感應(yīng)現(xiàn)象(如圖3－4－2所示). 圖3－4－2 2.當(dāng)原線圈上加交變電壓時(shí)，原線圈中就有交變電流，鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線圈中都要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果副線圈是閉合的，則副線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，它也要在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生互感現(xiàn)象. 3.穿過每匝線圈中的磁通量的變化率是一樣的，因此每匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，匝數(shù)越多，總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大. 4.能量轉(zhuǎn)換：變壓器是把電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，又把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置. 例1 下圖中，屬于升壓變壓器且能使燈泡發(fā)光的電路是( ) 答案 C 解析 變壓器不改變直流的電壓，A、D錯(cuò)；升壓變壓器的原線圈比副線圈的匝數(shù)少，B錯(cuò)，C對(duì). 針對(duì)訓(xùn)練1 對(duì)一正在工作中的變壓器，下列說法正確的是( ) A.副線圈中的電流是從原線圈中傳過來的 B.鐵芯是用來導(dǎo)電的 C.副線圈中電流變小，原線圈中的電流也一定減小 D.副線圈相當(dāng)于一個(gè)電源 答案 CD 解析 原、副線圈及鐵芯間都是彼此絕緣的，鐵芯是用來導(dǎo)磁的，故A、B錯(cuò)；由能量守恒知C正確；副線圈把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，給用電器提供電壓電流，相當(dāng)于一個(gè)電源，D正確. 二、變壓器的規(guī)律 1.電壓關(guān)系：設(shè)原線圈匝數(shù)n1，輸入電壓U1，副線圈匝數(shù)n2，輸出電壓U2，則＝. (1)n1>n2，是降壓變壓器，用戶附近的變電室內(nèi)的變壓器一般是降壓變壓器. (2)n1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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