（浙江专版）2018-2019学年高中物理 第五章 第4节 变压器讲义（含解析）新人教版选修3-2

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1、变压器变压器的原理　电压与匝数的关系[探新知·基础练]1．变压器(1)构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。①原线圈：与交流电源连接的线圈；②副线圈：与负载连接的线圈。(2)变压器的工作原理：变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。(3)作用：改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率。(4)原、副线圈的作用①原线圈在其所处回路中充当负载；②副线圈在其所处回路中充当电源。2．电压与匝数的关系(1

2、)理想变压器：没有能量损失的变压器。(2)电压与匝数的关系：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，即：＝。(3)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。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压。(　　)2．实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。(　　)3．理想变压器可以改变交变电流的频率。(　　)4．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈。(　　)答案：1.√　2.√　3.×　4.×[释疑难·对点练]1．理想变

3、压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁。(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。2．电动势关系由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的，根据法拉第电磁感应定律有E1＝n1，E2＝n2，所以＝。3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U1＝E1，副线圈两端的电压U2＝E2，所以＝。4．探究理想变压器电压与匝数的关系过程(1)多用电表交流电压挡量程选择及读数：要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电的最大量程进行测量。(2)可拆变压器的组装：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。

4、(3)设计实验数据记录表：n1n2n3n4123(4)输入、输出端电压的测量：用交流电压表测量输入、输出电压。(5)改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压：改变输入电压，输出电压也随之改变，但是两者的比值不变。(6)对调原、副线圈，重新测量输入、输出端电压：对调原、副线圈后，输出端电压发生变化，两者的比值为对调前的倒数。(7)改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压：改变线圈匝数后，输出电压随之变化，输入、输出电压的比值也随之变化。(8)实验结果分析及结论得出：在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比，数学表达式为：＝。[试身手]1．理想变

5、压器原、副线圈匝数比为10∶1，下列说法中正确的是(　　)A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1解析：选D　对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，选项A、B、C错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，选项D正确。理想变压器中的功率关系及电流关系[探新知·基础

6、练]1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁；无发热损失。(2)原、副线圈不计内阻，即无能量损失。实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器。2．功率关系P入＝P出。3．电流关系由I1U1＝I2U2，可得＝。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的。(　　)2．理想变压器能提高功率。(　　)3．利用理想变压器可以提高电流。(　　)答案：1.√　2.×　3.√[释疑难·对点练]1．变压器的变压原理：当原线圈加上交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生变化的磁通量，在原、副线圈中

7、都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生变化的磁通量，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。2．能量转化：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。3．根据理想变压器输入功率等于输出功率，即I1U1＝I2U2，可得＝，即通过原、副线圈的电流与原、副线圈的匝数成反比。4．由功率关系，当只有一个副线圈时，I1U1＝I2U2，得＝＝，当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…，得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…。[试身手]2．如图所示，一理想变压器原、副

8、线圈的匝数比为1∶2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W，原线圈