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1、理想变压器理想变压器高三物理人教版高三物理人教版授课授课教师：季茹教师：季茹原原线线圈圈加加上上交交变变电电压压，通通过过线线圈圈的的交交流流电电流流在在铁铁芯芯中中形形成成变变化化的的磁磁通通量量，副副线线圈圈经经互互感感，产产生生交交流流电电，副副线线圈圈相相当当一一新的电源新的电源. .基基本本构构造造工工作作原原理理闭合铁芯上绕两组线圈就闭合铁芯上绕两组线圈就构成变压器构成变压器. .与交流电电源与交流电电源相接的原线圈称为初级，相接的原线圈称为初级，另一线圈（副线圈）称为另一线圈（副线圈）称为次级，次级接负载电阻次级，次级接负载电阻. .理理想想变变压压器器的的基基本本关关系系输入功
2、率输入功率= =输出功率输出功率电压跟匝数成正比：电压跟匝数成正比：( (只一原一副成立只一原一副成立) )若一原几副时：若一原几副时：电流跟匝数成反比：电流跟匝数成反比： 由电源决定由电源决定 由电源由电源 和匝数比决定与负载无关和匝数比决定与负载无关 随负载变化，随负载变化， 随随 的增加而增加，的增加而增加，规规律律四变压器的应用四变压器的应用示意图示意图工作原理工作原理通过自感变压，可从通过自感变压，可从零至最大值连续调节零至最大值连续调节所需要的电压所需要的电压把高电压变为低电压把高电压变为低电压，用用伏特表测得低电压伏特表测得低电压U U2 2 ，再再根据铭牌上变压比根据铭牌上变压
3、比U U1 1/ U/ U2 2，算出被测高电压算出被测高电压( (n n1 1nn2 2) )自耦自耦变压变压器器电压电压互感互感器器电流电流互感互感器器把大电流变成小电流，把大电流变成小电流，用安培表测得小电流用安培表测得小电流I I2 2，再根据铭牌上变再根据铭牌上变流比流比I I1 1/I/I2 2 ，算出被算出被测大电流测大电流( (n n1 1nn2 2) )远远距距离离输输电电在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输电线上的损失，而采取的高压输电措施电线上的损失，而采取的高压输电措施. .初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低
4、压配电初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低压配电工工作作原原理理练习：练习： 1 1如如下下图图所所示示为为一一理理想想变变压压器器，K K为为单单刀刀双双掷掷开开关关，p p为为滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头. .U U1 1为为加加在在原原线线圈圈两两端端的的电电压压，I I1 1为为原原线线圈圈中中的的电电流流强强度度则则：（ ）( (A).A).保持保持U U1 1及及P P的位置不变，的位置不变， k k由由a a合到合到b b时，时， I I1 1将增大将增大. .( (B).B).保持保持U U1 1及及p p的位置不变，的位置不变， k k由由b b合到合到a a
5、时，时，R R消耗的功率减少消耗的功率减少. .( (C).C).保持保持U U1 1不变，不变，k k于于a a处，处， 使使p p上滑则上滑则I I1 1将增大将增大. .( (D).D).保持保持p p位置不变，位置不变，k k于于a a处，处， 若若U U1 1增大，则增大，则I I1 1增大增大. .ABD2.2.有有一一台台内内阻阻为为1 1的的发发电电机机, ,供供给给一一学学校校照照明明用用, ,如如图图所所示示, ,升升压压变变压压器器匝匝数数比比为为1 1：4,4,降降压压器器匝匝数数比比为为4 4：1,1,输输电电线线的的总总电电阻阻R=4,R=4,全全校校共共2222个
6、个班班, ,每每班班有有“220“220V V，40W”40W”灯灯6 6盏，若保证全部电灯正常发光则：盏，若保证全部电灯正常发光则：（1 1）发电机输出功率多大）发电机输出功率多大? ?（2 2）发电机电动势多大）发电机电动势多大? ?（3 3）输电效率是多少）输电效率是多少? ?解解: (1) P4= P3= 40 6 22 = 5280 w I3=P3/U3 =5280 / 880 = 6A = I2 U3/U4 = n3 / n4 = 4 / 1 U3= 4 220 = 880VP1 = P2=I32R线线+P3 =(6)2 4 + 5280 =5424wU2 =U线线 +U3 = I
7、3 R线线 +U3 = 6 4 +880 =904VU1 / U2 = n1 /n2 =1 / 4 U1 = 904 / 4 = 226V e e = = U1 +I1r = 226 + 24 1 = 250 V (2): I1 / I2 = n2 / n1 =4 / 1 I1 = I2 4 = 6 4 = 24 A(3): =P4 /P1 = 5280 / 5424 =97. 3%五五. .电磁振荡电磁振荡振荡振荡电流电流大小和方向都作周期性变化的电流叫做振荡电流大小和方向都作周期性变化的电流叫做振荡电流振荡电路振荡电路( (LCLC电路电路) )利用电容器充，放电和利用电容器充，放电和线圈
8、自感作用产生振荡线圈自感作用产生振荡电流电流原理原理. .能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如LCLC电电路，路，K K接接1 1给电容器充电后再接给电容器充电后再接2 2，就可以在，就可以在LCLC电电路发生电磁振荡路发生电磁振荡. .K K接接1 1：使：使C C充电直到充电直到Q Q、E E、U U最大最大. .K K接接2 2：C C放电，由于放电，由于L L的自感阻碍的自感阻碍C C放电，放电，i i逐渐增大，逐渐增大， 当当i i最最大大时时，磁磁场场能能最最大大，而而后后反反向向对对C C充充电电时时由于自感，由于自感，i i逐渐减少逐渐减
9、少. . 当当i=0i=0时，时，C C中电量中电量Q Q最大，最大， 、U U都达到最大，都达到最大， 而后反向放电而后反向放电. . 当当i i逐渐增到最大时逐渐增到最大时Q=0Q=0，I I对对C C正向充电正向充电Q Q最大最大 时时i=0i=0，完成一个周期的振荡完成一个周期的振荡. .电磁振荡电磁振荡振荡过振荡过程的描程的描述述电磁振荡电磁振荡的周期、的周期、频率频率在振荡电路产生振荡电流的过程中在振荡电路产生振荡电流的过程中, ,电容器极板上电容器极板上的电荷及它产生的电场，通过线圈的电流及它产生的电荷及它产生的电场，通过线圈的电流及它产生的磁场，都在作用周期性的变化的磁场，都在
10、作用周期性的变化, ,称为电磁振荡称为电磁振荡. .(1)(1)振荡过程是电场能与磁场能周期性交替转化过程振荡过程是电场能与磁场能周期性交替转化过程(2)(2)振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电 量、电压，与磁场能相联系的振荡电流都随时间量、电压，与磁场能相联系的振荡电流都随时间 按正弦规律变化按正弦规律变化. .六电磁振荡过程分析六电磁振荡过程分析振荡电路振荡电路 的状态的状态时时 刻刻t=0t=0t=Tt=T电容器电容器极板上极板上的电量的电量振荡电振荡电 流流i i电场能电场能最大最大最大最大最大最大零零零零零零零零零零最大最大最大最大磁
11、场能磁场能振荡过程振荡过程 qtqt图图 itit图图 utut图图q(U.E)q(U.E)与与i i的变化的变化永远相反永远相反七电磁场及电磁波七电磁场及电磁波麦克斯麦克斯韦的电韦的电磁场磁场理论理论变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场. .（正弦变化的电（磁）场能够产生正弦变化的磁（正弦变化的电（磁）场能够产生正弦变化的磁（电）场）（电）场）. .（均均匀匀变变化化的的电电（磁磁）场场能能够够产产生生正正弦弦稳稳定定的的磁磁（电）场）（电）场）. .电磁场电磁场变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫
12、电磁场. .形成形成电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波. .特特点点（1 1）电磁波是横波；）电磁波是横波；（2 2）电磁波是在）电磁波是在真空真空中传播的速度中传播的速度; ;f=c f=c 不不同同的的电电磁磁波波在在其其它它介介质质中中传传播播速速度度不不同同. . f:f:由波源决定由波源决定; ;v v由介质和频率决定由介质和频率决定; ;由由v v和和f f决定决定. .(3)(3)电磁波传播不依赖于介质电磁波传播不依赖于介质. .电电磁磁波波练习练习: :1.1.某一时刻某一时刻, ,LCLC回路中振荡电流回路中振荡电流i i的方向和电容
13、两的方向和电容两 板上的带电情况如图所示板上的带电情况如图所示, ,振荡电流如何变化振荡电流如何变化? ? 答答:_.:_. 电场能怎样变化电场能怎样变化? ? 答答:_.:_.2.2.如图如图, ,LCLC振荡电路振荡电路: :其中导线及线圈电阻不计其中导线及线圈电阻不计, ,某瞬某瞬 间回路中的电流方向如箭头所示间回路中的电流方向如箭头所示, ,且电流正在增大且电流正在增大. . 则则( )( ) A.A.这时电容器这时电容器A A板带负电荷板带负电荷, ,B B板带正电荷板带正电荷. . B.B.因电流正在增大因电流正在增大, ,故故M,NM,N间的电势差也随之增大间的电势差也随之增大. . C.C.题中所述时刻题中所述时刻, ,线圈中产生的感生电动势正在变小线圈中产生的感生电动势正在变小. . D.D.题中所示情况题中所示情况N N点的电势大于点的电势大于M M点的电势点的电势. .
