2018-2019学年高中物理 第五章 交变电流 第4节 变压器学案 新人教版选修3-2

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1、第4节　变压器　1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理．　2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题．　3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系．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、副线圈的电压比等于

2、两个线圈的匝数比，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．判一判　(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)理想变压器是一个理想化模型．(　　)(3)学校中用的变压器工作时没有能量损失．(　　)(4)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率．(　　)提示：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×做一做　下图中能将电压升高供给电灯的变压器是(　　)提示：选C.A图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；B图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以

3、是降压变压器，故B错误；C图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；D图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故D错误．想一想　如果将变压器的原线圈接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？提示：不能．变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生．　理想变压器的原理和基本规律的应用1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率．2．电压关系：由于不计原、副线圈的电阻，因

4、此原线圈两端的电压U1＝E1，副线圈两端的电压U2＝E2，所以＝.当有n组线圈时，则有：＝＝….3．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，P入＝P出．4．电流关系：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＋….命题视角1　理想变压器的原理　(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是(　　)A．每匝线圈中磁通量的变化率B．交变电流的频率C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D．原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势[解析]　理想变压器，改变电压、电流，不改变频率、功

5、率和磁通量及磁通量变化率．[答案]　ABC命题视角2　理想变压器基本规律的应用　(2018·成都高二检测)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为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；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(　　)A．U＝110V，I＝0.2AB．U＝110V，I＝0.05AC．U＝110V，I＝0.2AD．U＝110V，I＝0.2A[思路点拨][解析]　U2＝220V，根据U1∶U2＝n1∶n2得U1＝110V．I2＝＝0.1A，根据I1∶I2＝n2∶n1得I1＝0

6、.2A．所以正确答案是A.[答案]　A命题视角3　有多个副线圈的变压器　如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路．已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2＝110Ω，求通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1.[思路点拨](1)电压关系：＝＝.(2)电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3.(3)功率关系：U1I1＝U2I2＋U3I3.[解析]　由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R2上的电压U2＝U1＝×220V＝110V通过电阻R2的电流I2＝＝A＝1A加在R3

7、上的电压U3＝U1＝×220V＝22V根据输出功率等于输入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3代入数据解得通过原线圈的电流为：I1＝0.7A.[答案]　1A　0.7A关于理想变压器的五点说明(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)理想变压器本身不消耗能量．(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．(5)理想变压器的变压关系是一个普适关系，而电流比＝则不然，它只适用