高二物理 交變電流4導學案
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111 課題 交變電流 課型 【學習目標】 1.知道變壓器的構造. 2.理解互感現(xiàn)象,理解變壓器的工作原理. 3.理解理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關系,能應用它分析解決基本問題. 4.理解理想變壓器的原、副線圈中電流與匝數(shù)的關系,能應用它分析解決基本問題. 5.知道課本中介紹的幾種常見的變壓器. 【學習重難點】 1、重點:理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù),電流與匝數(shù)的關系 2、難點:分析解決理想變壓器基本問題 【自主學習】 復習 1.產(chǎn)生感應電動勢的條件是:_____________________________.感應電動勢大小與________成正比.法拉第電磁感應定律的表達式為__________________. 2.家庭用的電燈、電飯煲、洗衣機的電源都是________V的________電流,而交變電流在送往住戶前的電壓都很高,要想得到用戶需要的電壓,就必須經(jīng)過________改變電壓. 新課 一、變壓器 1.定義:用來改變 的設備,稱為變壓器. 說明:變壓器不僅能改變交變電流的電壓,也能改變交變電流的電流,但是不能改變 電流. 2.構造: 變壓器由一個 鐵芯和兩個線圈組成的. 原線圈:和 相連接的線圈(匝數(shù)為n1). 副線圈:和 相連接的線圈(匝數(shù)為n2). 二、理想變壓器 1.理想變壓器是一種 模型.理想變壓器是實際變壓器的近似.理想變壓器有三個特點: (1)鐵芯封閉性好,無漏磁現(xiàn)象,即穿過原、副線圈兩繞組每匝的磁通量Φ都 . (2)線圈繞組的電阻 ,無能損現(xiàn)象. (3)鐵芯中的電流不計,鐵芯不發(fā)熱,無能損現(xiàn)象. 說明:大型變壓器能量損失都很小,可看作理想變壓器,本章研究的變壓器可當作理想變壓器處理. 2.理想變壓器的變壓原理 變壓器工作的原理是 現(xiàn)象, 即是變壓器變壓的成因. 3.能量轉換:變壓器是把電能轉化為 又把磁場能轉化為 的裝置. 4.理想變壓器的基本關系 (1)輸出功率等于輸入功率P出=P入,U1I1=U2I2. (2)原副線圈兩端的電壓跟匝數(shù)成正比:. (3)原副線圈中的電流跟匝數(shù)成反比(僅限一個副線圈):. (4)原副線圈的交變電流的周期T和頻率f相同. 5.理想變壓器的三個決定關系 (1)理想變壓器 功率決定 功率.當副線圈空載時,變壓器的輸出功率為零,輸入功率也為零,并且輸入功率隨著負載的變化而變化.若同時有多組副線圈工作,則U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn成立. (2)理想變壓器 線圈兩端電壓由 線圈兩端電壓和匝數(shù)比所決定.無論副線圈是否有負載,是單組還是多組,每組副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓都滿足=…. (3)理想變壓器 線圈中的電流決定 線圈中的電流.原線圈中的電流隨副線圈中電流的增大而增大,當有幾組副線圈時,原、副線圈中的電流關系為n1I1=n2I2+n3I3+…,其中n2、n3…為工作的副線圈的匝數(shù). 三、幾種常用的變壓器 1.自耦變壓器 2.調壓變壓器 3.互感器 ①電壓互感器 ②電流互感器 【疑難辨析】 1.變壓器及其原理 (1)構造:由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組成. (2)原理:變壓器是根據(jù)電磁感應原理工作的.當變壓器原線圈上加交變電壓U1時,原線圈中就有交變電流,它的磁場在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量.若繞在鐵芯上的副線圈是閉合的,則副線圈中將產(chǎn)生交變感應電流,由于這種互相感應,原、副線圈雖不相連,電能卻可以從原線圈傳遞到副線圈,如圖所示. 提醒:不考慮銅損和鐵損的變壓器叫理想變壓器,理想變壓器輸入功率等于輸出功率. 2.理想變壓器的基本關系式 (1)電壓比:U1∶U2=n1∶n2 變壓器輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定,與用電器的電阻、變壓器有無其他線圈無關. (2)電流比:I1∶I2=n2∶n1 對只有一個副線圈的變壓器成立. 原線圈上的輸入電流I1由匝數(shù)比和副線圈上的電流I2所決定,而副線圈上的電流I2由變壓器的輸入電壓、匝數(shù)比和負載電阻決定,即I2=U2/R=U1n2/Rn1. 提醒:①變壓器輸入功率由輸出功率決定. ②對多個副線圈同時接有負載時,由P入=P出可得 I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn或I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn. 【例題解析】 [例1]一理想變壓器,原線圈匝數(shù)n1=1100,接在電壓 111- 配套講稿:
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