（浙江新高考专用）2019_2020学年高中物理第五章交变电流4变压器讲义新人教版选修

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1、4　变压器知识内容选考要求课时要求变压器c1.知道变压器的基本结构及符号，会区分原、副线圈.2.了解变压器的工作原理及应用.3.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决简单问题.4.知道理想变压器的功率关系，能推导出原、副线圈的电流与匝数的关系并能用它解决简单问题.一、变压器的原理1.构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫原线圈，与负载连接的线圈叫副线圈.2.原理：互感现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势.二、电压与匝数的

2、关系1.理想变压器：没有能量损失的变压器叫做理想变压器，它是一个理想化模型.2.电压与匝数的关系原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝.3.理想变压器原、副线圈功率关系P1＝P2(填“>”“＝”或“<”).4.两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器.1.判断下列说法的正误.(1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比.(　√　)(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.(　×　)(3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失.(　×　

3、)(4)理想变压器不能改变交变电流的频率.(　√　)2.一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________.答案　250V　50kW　5A解析　由＝，得U2＝＝V＝250V；由理想变压器功率关系，得P入＝P出＝U1I1＝U2I2＝250×200W＝50kW，同时得I1＝＝A＝5A.一、变压器的原理及电压与匝数的关系如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)

4、通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡两端.连接电路，接通电源，小灯泡能发光.(1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，与什么因素有关？(3)若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？答案　(1)当左边线圈接上交流电源时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右边线圈中会产生感应电动势，右边线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.(2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率都相同，若左边线圈匝数

5、为n1，则U1＝E1＝n1.若右边匝数为n2，则U2＝E2＝n2，故有＝；若忽略左边线圈的电阻，则有U1＝U电源，这样看来只要n1≠n2，小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.小灯泡两端的电压，即副线圈两端的电压与原线圈两端的电压及原、副线圈匝数比有关.(3)不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势.1.变压器的原理是互感现象.当原线圈接交变电压时，在铁芯中产生周期性变化的磁场，在副线圈中会产生感应电动势，由于原、副线圈绕在同一个闭合铁芯上，所以穿过每一匝线圈的磁通量的变化率相等，但由于原、副线圈匝数不同，故电压不同.说明：(1)

6、变压器能改变交变电压、交变电流，但不能改变恒定电压、恒定电流.(2)变压器原、副线圈中交流电的频率相等，即变压器不改变交流电的频率.2.理想变压器电压与匝数的关系原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝.例1　(多选)如图1所示的理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶2，U1＝220sinωt(V)，n1＝1100匝，以下说法中正确的是(　　)图1A.穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1∶2B.穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为VC.原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2VD.原、副线圈电压的最大

7、值之比为1∶2答案　BCD解析　对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量大小相等，磁通量的变化率相同，A错误.根据E1＝n1得磁通量的变化率的最大值为每一匝线圈产生的电动势的最大值，即()max＝V＝V，所以每一匝产生的电动势的有效值为0.2V，B、C正确.由于匝数比为1∶2，所以原、副线圈电压最大值之比也为1∶2，D正确.二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系阅读教材回答下列问题：(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？(2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系

8、.答案　(1)理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗.理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出.(2)由能量守