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内容举例: 4.关于理想变压器的几点说明 (1)变压器不能改变直流电压. (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率. (3)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值. (4) P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于输出功率之和. (5) 理想变压器本身不消耗能量。 (6) 当原线圈中串联电阻(或灯泡)时,U1为加在原线圈两端的电压,并不是电源的电压。 四、变压器中的能量转化 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量,变化的磁场几乎全部穿过了副线圈,在副线圈中产生了感应电流,磁场的能量转化成了电场的能量. 五、理想变压器的制约关系和动态分析 1.电压、电流、功率的制约关系 (1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比n1n2一定时,输入电压U1决定输出电压U2,即U2=n2U1n1. (2)功率制约:P出决定P入,P出增大,P入增大;P出减小,P入减小;P出为0,P入为0. (3)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比n1n2一定,且输入电压U1确定时,副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1,即I1=n2I2n1(只有一个副线圈时). 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2,U2=n2n1U1 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入,P入=P出 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1,I1=n2n1I2 2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (1)匝数比不变的情况(如图所示)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1. (1)U1不变,根据U1U2=n1n2,输入电压U1决定输出电压U2,可以得出不论负载电阻R如何变化,U2不变. (2)当负载电阻发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化. (3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化. (2)负载电阻不变的情况(如图所示)分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1. (1)U1不变,n1n2发生变化,U2变化. (2)R不变,U2变化,I2发生变化. (3)根据P2=U22R和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生变化,U1不变时,I1发生变化. 3.解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法 (1)分清不变量和变量,弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系,利用闭合电路欧姆定律,串、并联电路特点进行分析判定. (2)分析该类问题的一般思维流程是: 课时2 实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 一、实验思路 交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场,副线圈中产生感应电动势,其两端有输出电压.线圈匝数不同时输出电压不同,实验通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压与匝数的关系. 二、实验器材 多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干(如图所示) 三、物理量的测量 1.保持原线圈的匝数n1和电压U1不变,改变副线圈的匝数n2,研究n2对副线圈电压U2的影响.实物接线如图所示. 表格一 U1=5 V,n1=400匝 实验次数 1 2 3 n2/匝 U2/V (1)选择n1=400匝,用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上. (2)将选择开关调至使原线圈两端电压为5 V,如图甲所示. (3)将多用电表与副线圈n2=200匝的接线柱相连接,如图乙所示.读出副线圈两端的电压U2. (4)将n2、U2、n1、U1记录在表格一中. (5)保持n1=400匝,U1=5 V不变.将多用电表与副线圈n2=800匝的接线柱相连接,如图丙所示,重复上述实验,将结果记录到表格一中. (6)保持n1=400匝,U1=5 V不变.将多用电表与副线圈n2=1 400匝的接线柱相连接,如图丁所示,重复上述实验,将结果记录到表格一中.
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