2020_2021学年高中物理第五章交变电流4变压器学案新人教版选修3_220210126249.doc

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1、变压器1．变压器的原理(1)定义在交变电流的传输过程中，能升高电压或降低电压的设备．(2)构造由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈构成．①原线圈：与电源相连的线圈，也叫初级线圈，其两端电压叫输入电压．②副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈，其两端电压叫输出电压．(3)原理互感现象是变压器的工作基础．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．(4)作用-13-改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．为什么恒定电流不能利用变压器变压？提示：通过电磁感应产生互感现象是变压器的工作基础，而恒定电流产生恒定磁场，

2、不产生电磁感应现象，所以无法对直流电变压．2．变压器的电压、电流与匝数的关系(1)探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系①在该实验中，要探究的物理量是四个，即输入电压、输出电压、原线圈匝数和副线圈匝数，因此为了搞清关系，应该用控制变量法．②猜想：线圈两端的电压与其匝数可能有什么关系？原、副线圈的匝数对副线圈两端的电压是否都有影响？③设计实验方案：控制变量，分别探究．先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究对输出电压的影响；然后，再保持副线圈的匝数不变，改变原线圈的匝数，研究对输出电压的影响．④进行实验，记录数据．⑤分析数据，得出结论：原副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比

3、．(2)理想变压器电压跟匝数的关系：＝(表达式)．(3)理想变压器电流跟匝数的关系：＝(适用于只有一个副线圈的变压器)．(4)功率关系：对理想变压器而言，输入功率等于输出功率．3．互感器(1)电压互感器：是大匝数比的降压变压器，把高电压变为低电压，用来测量交流高电压，应并联在电路中．(2)电流互感器：是大匝数比的升压变压器，把大电流变为小电流，用来测量交流大-13-电流，应串联在电路中．考点一　理想变压器的特点及工作原理1．构造变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，是用来改变交流电压的装置(单相变压器的构造

4、示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示)．2．工作原理变压器的变压原理是电磁感应．如图所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中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，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．由于互感现象，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．其能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副线圈电能．-13-3．理想变压器的理想化条件(1)忽略原、副线圈的内阻；(2)忽略原、副线圈磁通量的差别；(3)忽略变压器自身的能量损耗，即忽略变压

5、器原、副线圈电路的功率因素的差别．(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用；(2)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的；(3)变压器不能改变交变电流的频率；(4)若直流电的电压是随时间变化的，也可以用变压器改变电压；(5)原、副线圈的感抗均趋于无穷大，从而空载电流趋于0.【例1】　[多选]关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　)A．通以正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C．穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生了感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈中原线圈中的交变电流所产生的变化

6、磁场，除穿过原线圈之外，也穿过副线圈，在两个线圈中都能产生电磁感应现象．[答案]　BC[解析]-13-　通入交变电流时，原线圈产生的磁通量是变化的，故A错误；原、副线圈在同一铁芯上，没有漏磁，磁通量相等，故B正确；由电磁感应现象，磁通量变化引起感应电动势，故C正确；副线圈中的电流是由于磁通量变化引起的，故D错误．如图所示为一种变压器的铭牌图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是(　B　)A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12VD．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流

7、小解析：根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220V，输出电压为12V，该变压器为降压变压器，故选项A错误，B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误．考点二1．理想变压器的三种基本关系　表达名称　　规律表示依据备注电压关系＝E＝n适用于一个原线圈、一个或多个副线圈的情况-13-＝…功率关系P入＝P