
一、變壓器的原理
1.變壓器的構(gòu)造
如圖,變壓器是由________________和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。一個(gè)線圈與交流電源連接,叫作____________,也叫初級(jí)線圈;另一個(gè)線圈與負(fù)載連接,叫作____________,也叫次級(jí)線圈。
2.變壓器的原理
________現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。________通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)。 由
于電流的大小、方向在不斷變化,鐵芯中的________也在不斷變化。變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生____________________,所以盡管兩個(gè)線圈之間沒(méi)有導(dǎo)線相連(彼此絕緣),副線圈也能夠________________。
說(shuō)明:變壓器不改變交變電流的周期和頻率。
3.變壓器中的能量轉(zhuǎn)化
原線圈中電場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變成________的能量,通過(guò)鐵芯使變化的磁場(chǎng)幾乎全部穿過(guò)了副線圈,在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化成了________的能量。
二、實(shí)驗(yàn):探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn)思路
交變電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),其兩端有輸出電壓。線圈匝數(shù)不同時(shí)輸出電壓不同,實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù),探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。
2.實(shí)驗(yàn)器材
兩只多用電表、學(xué)生電源(低壓交流電源)、開關(guān)、可拆變壓器、導(dǎo)線若干。原理如圖:
3.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)按圖乙所示連接好電路,將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋,并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)。
(2)接通學(xué)生電源,閉合開關(guān),讀出電壓值,并記錄在表格中。
(3)保持原、副線圈匝數(shù)不變,多次改變輸入電壓,記錄每次改變后原、副線圈的電壓值。
(4)保持輸入電壓、原線圈的匝數(shù)不變,多次改變副線圈的匝數(shù),記錄每次的副線圈匝數(shù)和對(duì)應(yīng)的電壓值。
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在誤差允許的范圍內(nèi),原、副線圈的電壓之比,等于原、副線圈的匝數(shù)比,即______________________________。
5.誤差分析
由于存在能量損耗,所以副線圈測(cè)量電壓值應(yīng)小于理論變壓值。
6.注意事項(xiàng)
(1)在改變學(xué)生電源的電壓、線圈匝數(shù)前均要先________開關(guān),再進(jìn)行操作。
(2)為了保證人身安全,學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)________,通電時(shí)不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。
(3)為了保證多用電表的安全,使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí),先用________________擋試測(cè),大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量。
7.理想變壓器:沒(méi)有________________的變壓器叫作理想變壓器,它是一個(gè)理想化模型。
(1)原、副線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)完全束縛在閉合鐵芯內(nèi),即無(wú)“漏磁”。
(2)原、副線圈不計(jì)電阻,電流通過(guò)時(shí)不產(chǎn)生焦耳熱,即無(wú)“銅損”。
(3)閉合鐵芯中的渦流為零,即無(wú)“鐵損”。
例1 (多選)關(guān)于理想變壓器的工作原理,以下說(shuō)法正確的是( )
A.原、副線圈纏繞在一個(gè)閉合鐵芯上,是為了減少磁場(chǎng)能的損失,有效地傳送電能
B.鐵芯不用整塊金屬做成,是為了防止原、副線圈短路,造成危險(xiǎn)
C.變壓器不改變交變電流的頻率,只改變電壓大小
D.當(dāng)原線圈接入恒定電流時(shí),副線圈也有電壓輸出
例2 為完成“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),必須選用的是________。
A.有閉合鐵芯的原、副線圈
B.無(wú)鐵芯的原、副線圈
C.交流電源
D.直流電源
E.多用電表(交流電壓擋)
F.多用電表(交流電流擋)
用匝數(shù)na=60和nb=120的變壓器,實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表,
根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是______(選填“na”或“nb”)。
三、理想變壓器的基本關(guān)系
1.電壓關(guān)系
(1)只有一個(gè)副線圈時(shí),eq \f(U1,U2)=________。
當(dāng)n2>n1時(shí),U2________U1,變壓器使電壓升高,是升壓變壓器。
當(dāng)n2U1,U2降低
B.U2>U1,U2升高
C.U2
這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)第三章 交變電流1 交變電流學(xué)案,共7頁(yè)。
這是一份教科版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 變壓器學(xué)案,共26頁(yè)。
這是一份粵教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)第三節(jié) 變壓器學(xué)案設(shè)計(jì),共26頁(yè)。
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