18-19第2章第6节变压器

1、18-19第2章第6节变压器知识脉络学习目标1 .了解变压器的构造，知道什 么是理想变压器.2 .理解变压器的工作原理.（重点）3 .通过实验探究，得到电压、电流与匝数的关系.（重点）4 .能够利用变压比、变流比定性和定量分析有关变压器的实际问题.（难点）自主预习探新知知识梳理1认识变压器1 .用途：改变交流电压的设备.2 .构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成.（1）原线圈：跟电源相连的线圈（也叫初级线圈）.（2）副线圈：跟负载相连的线圈（也叫次级线圈）.3,原理：原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁 通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，所以在副线圈中产生感应电动

2、势. 如果在 副线圈两端接入负载，负载中就会有交变电流.【二】理想变压器原、副线圈基本量的关系3 .铜损和铁损（1）铜损：变压器的线圈有内阻，电流通过时发热所损失的能量.（2）铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，产生涡流，使铁芯发热所损失的能 量.4 .理想变压器：忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器.5 .电压与匝数关系：原、副线圈的电压之比等于这两个线圈的匝数之比,Ui ni即 T7= 一U2 n26 .功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率.11 n27 .电流与匝数关系：原、副线圈中的电流跟它们的匝数成反比，即 =二.8 .两类变压器：n2>ni,能使电压升高的变压

3、器叫作升正变压器；n2<ni,能使电压降低的变压器叫作隆压变压器.基础自测9 .思考判断（1）变压器也可能改变恒定电压.（X）（2）变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的 感应电流.（，）（3）变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源 作用.（，）（4）原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的增大而增大.（，）（5）原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增大而增大.（X ）（6）当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流.（，）（7）当副线圈空载时，原线圈上电压为零.（X ）【提示】（1）变压器只能改变交流电的电压.（5）原线圈输入的电流

4、与副线圈中电流无关.（7）副线圈空载，原线圈电压不为零，仍符合电压比等于匝数比.10 （多项选择）理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有 （）A、交流电的频率B、磁通量的变化率C、功率D、交流电的峰值ABC 理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B、C正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交流电频率，A正确，D错误.11 机床上的照明电灯用的电压是 36 V,是将220 V电压经降压变压器得到的.假设电灯功率是40 W,可正常发光，那么该变压器原、副线圈中的电流分别为（）A、5.5 A,0.9 AB、0.18 A,1.1 AC、5.5 A

5、,1.1 AD、0.15 A,0.9 AP240 .= U1 = 220 A = 0.18 A,故 BP2 40口2=氏=36 A= 1.1 A,又 Pl = P2,那么 I1正确.合作探究攻重难对变压器的理解12 变压器的变压原理是电磁感应.如图2-6-1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 圈中都会产生感应电动势.如果副线圈是闭合的，那么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.图 2-6-113 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.

6、14 能量转换方式为原线圈电能一磁场能一副线圈电能.（多项选择）如图2-6-2所示为汽油机中点火装置的示意图，它使用的是 12 V直流电源，在变压器的输出端却可 得到高达10 000 V的高压，开关是自动控制的，欲使副线圈两端得到一个高压， 应使（）图 2-6-2A、开关总处于接通状态B、开关在接通时断开C、开关在断开时接通D、开关总处于断开状态BC 欲使副线圈两端得到一个高压，必须使变压器铁芯中的磁通量发生变化，即原线圈中的电流必须发生变化，只有在开关闭合、断开瞬间原线圈中电流才有变化，应选B、C、变压器理解的四点注意（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

7、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假设直流电的电压是随时间变化白1也可以用变压器改变电压.针对训练1 .关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的选项是（）【导学号：97752126】A、通有正弦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不相等C、穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势D、原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈C 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量 变化，A错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等， 故B错误；由互感现象知 C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转

8、化为副线 圈的电能，原、副线圈通过磁联系在一起，故 D错误.理想变压器的规律规律表示依据备注变压规律匕_ U2_U3 ni n2 n3AE= nE n四适于一个原线圈及多个副线圈的情况功率关系P入=P出能量守恒适于理想变压器变流规律Il_ nI2 niU1|1 二 U2|2适于一个原线圈、一个副线圈的情况ni|i= n2|2 +U1|1 二 U2|2适于一个原线圈、多个副线圈的情1.理想变压器的变压（变流）规律n3I3 + + U3I3 +况2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况原、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一 I2 一 P2一 P1

9、 I1.（2）负载电阻不变，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ni、n2一U2一I2一P2一Pi - Ii.（多项选择）如图2-6-3所示为一 理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，Ui为加在原线圈 两端的交变电压，Ii为原线圈中的电流，那么（）图 2-6-3A、保持Ui及P的位置不变，K由a扳向b时，Ii将增大B、保持Ui及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗功率减小C、保持Ui不变，K接在a处，使P上滑，Ii将增大D、保持P的位置不变，K接在a处，假设Ui增大，Ii将增大思路点拨：保持Ui不变，由累=n；分析U2的变化，再由功率相等分析Ii的变

10、化.Ui决定U2, I2决定Ii.ABD 保持Ui及P的位置不变，K由a扳向b时，ni减小，而增大，由 U2 = n2Ui知U2变大，那么输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大， 由Pi = UiIi知，Ii增大，A正确.同理，K假设由b扳向a, R消耗功率将减小， B正确.Ui不变，K接在a处，使P上滑时，I2减小，Ii也减小，故C错误.保 持P的位置不变，K接在a处，假设Ui增大，那么U2也增大，即|2=三增大， 那么P2增大，Pi = P2,故Ii也应增大，故D正确.理想变压器动态问题的处理方法首先抓住三个制约关系：输入电压Ui决定输出电压U2；输出电流I2决定 输入电流Ii;输

11、出功率P2决定输入功率Pi.（2）把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻变化.（3）根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化.针对训练2 .一自耦变压器如图2-6-4所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、 b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分， 接在c、d间作为副线圈.在 a、b间输入电压为Ui的交变电流时，c、d间的输出电压为U2,0在将滑动触头 从M点顺时针旋转到N点的过程中（）图 2-6-4A、U2>Ui, U2降低B、U2>Ui, U2升高C、U2<Ui, U2 降低D、U2<Ui, U2升高C a、b间作为原线圈（匝数不变）接电压为

12、Ui的交变电流，在滑动触头由M点移动到N点的过程中，相当于副线圈的匝数变少，由变压器工作原理知，Ui>U2,且U2降低，选项C正确.当堂达标周双基1 .（多项选择）理想变压器原、副线圈匝数之比为i0： i,以下说法中正确的选项是（）A、穿过原、副线圈磁通量之比是 10： 1B、穿过原、副线圈磁通量的变化率相等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 ： 1BD 对理想变压器无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同， 磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比， 选项B正确，A、C错误；对理想变

13、压器输入功率等于输出功率，D正确.2 .如图2-6-5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 : n2 = 4： 1,当导体 棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时， 电流表A1的示数是12 mA, 那么电流表A2的示数为（ ）【导学号：97752127图 2-6-5A、3 mAB、0C、48 mAD、与负载R的值有关B 变压器只能工作于交流电路，不能工作于恒定电压和恒定电源的电路， 导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过.3 .如图2-6-6所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2

14、0： 1,原线圈接正弦交流电源，副线圈接入'、220 V 60 W灯泡一只，且灯泡正常发光，那么 （）图 2-6-6A、电流表的示数为322 AB、电源输出功率为1 200 W3C、电流表的小数为230 AD、原线圈端电压为11 VC 由灯泡正常发光，可知副线圈电压为 220 V,由Ui=n2可知，原线圈电 压Ui = 20X220 V=4 400 V, D错；又因输入功率等于输出功率，Pi=P2 = 60 W,Pi603故B错；电流表I实数为有效值，原线圈中电流I1 = U7 = 4400 A = 220 A，故A错，C正确.4 .如图2-6-7为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器 为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V.调节前后（）【导学号：97752128】图 2-6-7A、副线圈中的电流比为1 : 2B、副线圈输出功率比为2 ： 1C、副线