高二下5.4变压器.

1、高中物理高中物理选修选修3-23-2新课标人教版新课标人教版3-2课件系列课件系列5.45.4变压器变压器城乡变压器城乡变压器（一）知识与技能（一）知识与技能1知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。2理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。（二）过程与方法（二）过程与方法在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观1使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。2培养学生实事求是的科学态度。教学重点：教学重点：探究变压比和匝数比的关系。教学难点：教学难点：探究变压比和匝数比的关系。教学方

2、法：教学方法：实验探究法、阅读法、讲解法。教学手段：教学手段：学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、多媒体教学课件、 PPTPPT（H H制制PPT PPT ） 教教 学学 目目 标标用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V扫描仪扫描仪12V防身器防身器3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管12万伏万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管十几万伏十几万伏 在在需改变电压，以适应各种不同电压的需要。需改变电压，以适应各种不同

3、电压的需要。变压器变压器变压器变压器就是就是改变改变交流交流电压电压的设备的设备照明灯电压照明灯电压-220伏伏机床上照明灯机床上照明灯-36伏伏半导体收音机电源电压不超过半导体收音机电源电压不超过10伏伏大型发电机交流电压大型发电机交流电压-几万伏几万伏远距离输电远距离输电-几十万伏几十万伏电视机显像管却需要电视机显像管却需要10000V以上电压以上电压交流便于改变电压，以适应各种不同的需要交流便于改变电压，以适应各种不同的需要 变压器就变压器就是改变是改变交流交流电压的设备电压的设备 在输在输电过程电过程中，电中，电压必须压必须进行调进行调整。整。城乡变压器城乡变压器各式变压器各式变压器可

4、拆式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器变电站的大型变压器 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈一个线圈连到交流电源连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。观察变压器结构示意图示意图 U1U2 n1n2原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯n1n22.2.示意图示意图: :铁芯铁芯原线圈原线圈副线圈副线圈3.3.电路图中符号电路图中符号: :答：铁芯与线圈互相绝答：铁芯与线圈互相绝缘缘1.1.构造：构造：（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯：（：

5、（由涂有绝缘漆的硅钢薄片由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成叠合而成）绝缘硅钢片叠合而成）绝缘硅钢片叠合而成.（2 2）原线圈）原线圈( (初级线圈初级线圈) )：跟电源相连，用绝缘跟电源相连，用绝缘线绕成的，线绕成的，其匝数用其匝数用n1表示表示.（3 3）副线圈）副线圈( (次级线圈次级线圈) )：跟负载相连，用绝缘跟负载相连，用绝缘线绕成的线绕成的其匝数用其匝数用n2表示表示.原原线线圈圈副副线线圈圈原原线线圈圈副副线线圈圈n1n2（4 4）输入电压：）输入电压：U U1 1; ; 输出电压：输出电压：U U2 2. .问题：变压器副线圈和原问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？线圈电路是否

6、相通？ 板书板书P41问题问题2 2：变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接：变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压交变电压U U1 1后，后，副线圈电压副线圈电压U U2 2是怎样产生的？是怎样产生的？问题问题1 1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？ （答：不相通）（答：不相通）原线圈接原线圈接交流电交流电在铁芯中产生在铁芯中产生变化的磁通量变化的磁通量副线圈产生感副线圈产生感应电动势应电动势副线圈中副线圈中如有电流如有电流在铁芯中产生在铁芯中产生变化的磁通量变化的磁通量原线圈产生原线圈产生感应电动势感应电动势互感现象互感现象是变压器工作的基础是

7、变压器工作的基础看书看书P41二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能电能 磁场能磁场能 电能电能转化转化(U1、I1) (变化的磁场变化的磁场) ( U2、I2)思考思考: :若给原线圈接直流电压若给原线圈接直流电压U U1 1, ,副线圈电压副线圈电压U U2 2? ?U20问题问题3：原、副线圈不套在闭合铁芯上，是否仍然存在互：原、副线圈不套在闭合铁芯上，是否仍然存在互感现象？感现象？（仍存在）（仍存在）原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯 U1U2n1n2问题问题4：为什么说闭合铁芯是变压器的：为什么说

8、闭合铁芯是变压器的必要组成部分？（铁芯的作用是什必要组成部分？（铁芯的作用是什么？）么？） 如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一有一小部分小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分绝大部分磁感线集磁感线集中在铁芯内部，大大中在铁芯内部，大大提高提高了变压器的了变压器的效率效率。 故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才会有互感现象，变压器才可以起到流、电

9、压要变，才会有互感现象，变压器才可以起到变变压压作用。）作用。） 因为原副线圈因为原副线圈共用共用一个闭合铁芯，所以原副线圈中一个闭合铁芯，所以原副线圈中的的磁通量磁通量，磁通量的变化量磁通量的变化量 、磁通量的变化率磁通量的变化率都都相同相同。强调：强调： 原、副线圈之间是原、副线圈之间是通过通过交变磁场交变磁场相互联系相互联系的，且穿过它们的的，且穿过它们的磁通磁通量量始终始终相等相等。 从能量的角度看，从能量的角度看，显然变压器显然变压器不能产生不能产生电电能，只是通过交变磁场能，只是通过交变磁场传输电能传输电能。原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯 U1U2n1n21. 1.变压器通过闭合

10、铁变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实芯，利用互感现象实现了电能（现了电能（U U1 1、I I1 1）到磁场能（变化的磁到磁场能（变化的磁场）再到电能（场）再到电能（ U U2 2、I I2 2）转化。）转化。原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯 U1U2n1n22.2.互感现象：在原副线圈中由于有互感现象：在原副线圈中由于有交变交变电流电流而发生的互相感应现象。而发生的互相感应现象。-互感现象互感现象板书板书P41无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损理想变压器的特点：没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设

11、备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%97%99%99%，所以理论研究时我们把它当成，所以理论研究时我们把它当成100%100%（理想变（理想变压器）是没有问题的。压器）是没有问题的。 理想变压器也是一个理想化模型。 由于闭合铁芯实现了电能由于闭合铁芯实现了电能-磁场能磁场能-电能的转换，由电能的转换，由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物芯，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型理学中引入了一种理想

12、化模型-理想变压器理想变压器。 如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。化模型。实验结论：原副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。 次数次数12345U1U2V1V2实验：书实验：书P41探究原副线圈两端电压关系的实验探究原副线圈两端电压关系的实验下面我们定量分析理想变压器的变压规律。下面我们定量分析理想变压器的变压规律。下面根据互感原理推导变压

13、器原、副线圈的电压与匝数的关系。下面根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。I1I2n1n2U1U2E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t t原线圈回路有：原线圈回路有：U U1 1 E E1 1=I=I1 1r r1 1 0 0则则U U1 1=E E1 1副线圈回路有：副线圈回路有： E E2 2= = U U2 2+I+I2 2r r2 2 U U2 2则则U U2 2=E=E2 22121nnEE板书板书P42若不考虑原副线圈的内阻若不考虑原副线圈的内阻r有有: : 根据法拉第电磁感应定律得：原、副根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈中

14、产生的感应电动势分别是：线圈中产生的感应电动势分别是：理论推导：理论推导：2121nnUU有有1、n2 n1 U2U1升压升压变压器变压器2、n2 n1 U2 U1降压降压变压器变压器注：此公式无论副线圈一端是空载还注：此公式无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。是有负载，都是适用的。2121nnUU 理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的电压电压跟它们跟它们的的匝数匝数成成正比正比板书板书P42U U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系 1.输入功率输入功率P1由输

15、出功率由输出功率P2决定；决定； P P1 1P P2 22.U1由电源决定；由电源决定；3.U2由由U1和匝数比决定；和匝数比决定； U U2 2n n2 2/n/n1 1U U1 14.I2由由U2和负载决定；和负载决定； I I2 2U U2 2R R5.I1由由I2和匝数比决定；和匝数比决定； I I1 1n n2 2/n/n1 1I I2 2引申：引申：1.1.理想变压器输入功率等于输出功率：理想变压器输入功率等于输出功率：即即: : 121221nnUUII理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的电流电流跟它们的跟它们的匝数匝数成成反比：反比：板书板书P42问题问题5：原副线圈的电

16、流可能满足何规律？：原副线圈的电流可能满足何规律？2.2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成成反反比：比：板书板书P421221nnII注意：注意：（1）此式只适用于有此式只适用于有一个副线圈一个副线圈的变的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。压器，不适用于有多个副线圈的变压器。（2）判定高压线圈和低压线圈的一种方法：）判定高压线圈和低压线圈的一种方法：变压器工作时，变压器工作时，高压高压线圈匝数多而通过的电流线圈匝数多而通过的电流小，可用小，可用较细较细的导线绕制；的导线绕制；低压低压线圈匝数少而线圈匝数少而通过的电流大，应当用通过的电流大，应当用较

17、粗较粗的导线绕制。这也的导线绕制。这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。(3)功率关系功率关系理想变压器不计铜损、铁损及漏磁，所以输入功率等理想变压器不计铜损、铁损及漏磁，所以输入功率等于输出功率当副线圈为断路时，原线圈输入功率为于输出功率当副线圈为断路时，原线圈输入功率为零对有多个副线圈输出时，输入功率等于副线圈上零对有多个副线圈输出时，输入功率等于副线圈上输出功率之和输出功率之和(4)频率关系频率关系变压器不能改变交变电流的频率变压器不能改变交变电流的频率在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出同频率

18、的交流电同频率的交流电1. 1.自耦变压器自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器问题问题6：有没有只用：有没有只用一组线圈来实现变压一组线圈来实现变压的变压器？的变压器？ 自耦变压器的原副自耦变压器的原副线圈共用一个线圈线圈共用一个线圈书书P43-44P43-442.2.互感器互感器 A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 使用时把原线圈与使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数数多于副线圈匝数 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路串联，原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数匝数少于副线圈匝数钳式电流

19、仪钳式电流仪书书P44P44一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1构造：构造： 2 2示意图示意图 3 3电路图中符号电路图中符号二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 互感现象互感现象 1 1、变压器只能改变、变压器只能改变交流电交流电的电压和电流，的电压和电流，原、副原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器、理想变压器 P P入入P P出出三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律 U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2四、理想变压器的

20、变流规律：四、理想变压器的变流规律： I I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1 六、小结六、小结五、常用变压器五、常用变压器3 3负载制约负载制约(1)(1)变压器副线圈中的功率变压器副线圈中的功率P P2 2由用户负载决定，由用户负载决定，P P2 2P P负负1 1P P负负2 2；(2)(2)变压器副线圈中的电流变压器副线圈中的电流I I2 2由用户负载及电压由用户负载及电压U U2 2确定，确定，I I2 2P P2 2/U/U2 2；(3)(3)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就

21、提供多少，因而输出功率决定输入功即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率，率，P P1 1P P2 2；即即变压器的输入功率是由输出功率决定的变压器的输入功率是由输出功率决定的 1 1电压制约电压制约当变压器原、副线圈的匝数比当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)(n1/n2)一定时，输出电压一定时，输出电压U2U2由输入由输入电压电压U1U1决定，即决定，即U2U2n2U1/n1.n2U1/n1.2 2电流制约电流制约当变压器原、副线圈的匝数比当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)(n1/n2)一定，且输入电压一定，且输入电压U1U1确定时，确定时，原线圈中的电流原线圈

22、中的电流I1I1由副线圈中的输出电流由副线圈中的输出电流I2I2决定，即决定，即I1I1n n2 2I I2 2/n/n1 1. .六六. 变压器工作时的制约关系变压器工作时的制约关系:小结小结4对理想变压器进行动态分析的两种常见情况对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻原、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 是变 化 而 变 化 的 情 况 ， 进 行 动 态 分 析 的 顺 序 是RI2P2P1I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变负载电阻不变，分

23、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 是化 的 情 况 ， 进 行 动 态 分 析 的 顺 序 是 n1、n2U2I2P2P1I1.特别提醒：理想变压器的副线圈可看做给用户供电的无特别提醒：理想变压器的副线圈可看做给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法路动态分析的方法六六. 变压器工作时的制约关系变压器工作时的制约关系:小结小结题题1、解决解决有多个副线圈的理想变压器的问题有多个副线圈的理想变压器的问题 一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线一个原线圈多个副线圈

24、的理想变压器，原线圈匝数为圈匝数为n n1 1，两个副线圈的匝数分别为，两个副线圈的匝数分别为n n2 2和和n n3 3，相应的电压分别为相应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3，相应的电流分，相应的电流分别为别为I I1 1、I I2 2和和I I3 3，根据变压器的工作原理可得，根据变压器的工作原理可得： 11221UnUn 11332UnUn12由（ ）（ ）式得：2233U(3)Unn 例题例题PP入出根据得112233I UI UI U -4（ ）134将（ ）（ ）式代入（ ）式得3112223222I UnnI UI Unn1 12233I nI nI n题题

25、2 2、一台理想变压器原线圈匝数、一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝，匝，两个副线圈的匝数分别是两个副线圈的匝数分别是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原线圈中的电流。，求原线圈中的电流。答：答：2.24A2.24A例题例题题题3 3、理想变压器原、副线圈的匝数比、理想变压器原、副线圈的匝数比n n1 1:n :n2 24 4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁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，图中电流表感线

26、时，图中电流表A A1 1的示数的示数12mA12mA，则电流表，则电流表A A2 2的的示数为示数为（ ）A A3mA B3mA B0 C0 C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有关的值有关解析：变压器只能工作于交流电解析：变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电流和恒定路，不能工作在恒定电流和恒定电压的电路，导体棒向左匀速切电压的电路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈割磁感线时，在线圈n n1 1中通过的中通过的是是恒定恒定电流，不能引起穿过线圈电流，不能引起穿过线圈n n2 2的磁通量变化，在副线圈的磁通量变化，在副线圈n n2 2上上无感应电动势出现，所以无感应电动势出

27、现，所以A A2 2中无中无电流通过。电流通过。 所以所以B B对对例题例题B题题4 4、一理想变压器，其原线圈、一理想变压器，其原线圈22002200匝，副线匝，副线圈圈440440匝，并接一个匝，并接一个100100的负载电阻，如图所的负载电阻，如图所示。示。（1 1）当原线圈接在）当原线圈接在44V44V直流电源电源上时，电直流电源电源上时，电压表示数为压表示数为_V,_V,电流表示数为电流表示数为_A._A.（2 2）当原线圈接在）当原线圈接在220V220V交变电源上时，电压交变电源上时，电压表示数为表示数为_V_V，电流表示数为，电流表示数为_A,_A,此时输入功率为此时输入功率为

28、_W._W.00440.4419.36例题例题题题5 5、一理想变压器，原线圈匝数、一理想变压器，原线圈匝数n n1 1=1100=1100，接在电压接在电压220V220V的交流电源上，当它对的交流电源上，当它对11 11只并只并联的联的“36V36V，60w”60w”的灯泡供电时，灯泡正的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数常发光。由此可知副线圈的匝数n n2 2=_=_，通过原线圈的电流通过原线圈的电流 I I1 1 =_ =_。U U1 1U U2 2=n n1 1n n2 22202203636=11001100n n2 2n n2 2=180180180U U2 2P P

29、2 2I I2 2=n n2 2n n1 1I I1 1I I2 218018011 116060110011003636=n n2 2 P P2 2=n n1 1 U U2 2= 3A= 3A解：解：所以：所以：3 A例题例题(1) U(1) U1 1=220V, U=220V, U2 2=36V, U=36V, U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2(2) I(2) I2 2=P=P2 2/U/U2 2=660/36A, I=660/36A, I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1或或 P P1 1=P=P2 2=660W, I=660W, I1 1=P=P1 1/

30、U/U1 1题题6、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡均能正常发光，则灯泡L1（ ）A、也能正常发光、也能正常发光B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C、将会烧坏、将会烧坏D、不能确定、不能确定1n2n1L3L4L1U1L2例题例题A A题题7 7、钳形电流表的外形和结构如图（、钳形电流表的外形和结构如图（a a）所示。图）所示。图（a a）中电流表的读数为）中电流表的读数为1.2A 1.2A 。图（。图（b b）中用同一

31、电缆）中用同一电缆线绕了线绕了3 3匝，则（匝，则（ ）A.A.这种电流表能测直流电流，图（这种电流表能测直流电流，图（b b）的读数为）的读数为2.4A2.4AB.B.这种电流表能测交流电流，图（这种电流表能测交流电流，图（b b）的读数为）的读数为0.4A0.4AC.C.这种电流表能测交流电流，图（这种电流表能测交流电流，图（b b）的读数为）的读数为3.6A3.6AD.D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b b）的读数为）的读数为3.6A 3.6A 图（图（a）A铁铁芯芯图（图（b）C例题例题题题8 8、为了保证用电安全，家庭居

32、室的室内电路、为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护前端一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原理简图开关的电路原理简图问：问： （1 1）电路正常工作时，）电路正常工作时，b b线圈是没有电流的，线圈是没有电流的，原因是什么？原因是什么？（2 2）如果站在地上的人不小心接触火线时，）如果站在地上的人不小心接触火线时，b b线圈为什么会产生感应电流？线圈为什么会产生感应电流？例题例题题题8、解析解析 发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结构和发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的变压器相似的电流互感器

33、，其铁芯的a a侧有两个形状、绕向和匝侧有两个形状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线和虚线表示），它们分别数都完全相同的线圈（图中分别用实线和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联起来，将用电器和火线、零线串联起来，220V220V交变电流在交变电流在MNOMNO、GRKGRK与发电厂之间流过；铁芯的与发电厂之间流过；铁芯的b b侧有另一个线圈与电磁继电器侧有另一个线圈与电磁继电器J J的线的线圈（图中未画出）并联，室内电路正常工作时，圈（图中未画出）并联，室内电路正常工作时，b b线圈没有电流，线圈没有电流，J J保持导通状态，当漏电时，保持导通状态，当漏电时，b b线圈便会

34、产生感应电流，推动电磁线圈便会产生感应电流，推动电磁继电器继电器J J切断用电器的电路，从而防止事故的发生切断用电器的电路，从而防止事故的发生例题例题8解析解析 答案：（答案：（1 1）电流互感器）电流互感器a a侧两线圈完全相同，流过两线侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相互抵圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相互抵消，消，b b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流电流（2 2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，厂，a a侧两线圈电流大小不等，

35、产生侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流剩余电流”在铁在铁芯中产生变化的芯中产生变化的“剩余磁通剩余磁通”，b b侧线圈中磁通量发生侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流变化，线圈中产生感应电流题题9 9、（、（19991999全国卷）如图是全国卷）如图是4 4种亮度可调的台灯的电路的示意图，种亮度可调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯泡相同，且都是它们所用的灯泡相同，且都是“220V 40W”220V 40W”，当灯泡消耗的功，当灯泡消耗的功率都调至率都调至20W20W时，哪种台灯消耗的功率最小？时，哪种台灯消耗的功率最小？解析解析 理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压理想变压器的输

36、入功率等于输出功率，在变压器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗功率就等于灯泡消耗的功率而其余三种电路中有另功率就等于灯泡消耗的功率而其余三种电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻器上有额外外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻器上有额外的功率损失的功率损失答案答案 CC例题例题题题1010、一台理想变压器原线圈匝数、一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝，匝，两个副线圈的匝数分别是两个副线圈的匝数分别是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。匝。若通过两个副线圈中的电流分别为若通过两个副线圈中的电流分

37、别为I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原线圈中的电流。，求原线圈中的电流。解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相等，则有等，则有I I1 1n n1 1I I2 2n n2 2I I3 3n n3 3I I1 1（I I2 2n n2 2I I3 3n n3 3）n n1 1（1 160604 4600600）110011002.24A2.24A例题例题题题 11 、 如 图 所 示 ： 理 想 变 压 器 的 交 流 输 入 电 压、 如 图 所 示 ： 理 想 变 压 器 的 交 流 输 入 电 压U1=220V，有两组副线圈，其中

38、，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有匝，标有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在两副线圈上均正的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：常发光，求：（1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n3.（2）原线圈的电流）原线圈的电流I1。n3n2n1解：（解：（1）由于两灯均正常发光，）由于两灯均正常发光，所以有：所以有：U2=6V，U3=12V根据原、副线圈电压与匝数的关系，有：根据原、副线圈电压与匝数的关系，有：U1/U2=n1/n2 n1= U1n2/U2=1320匝。匝。U3/U2=n3/n2，n3= U3n2/U2=72匝。匝。 （2）根据能

39、量守恒，有）根据能量守恒，有P入入=P出出。即。即I1U1=P2+P3，则则I1=（P2+P3）/U1=0.095A例题例题题题1212、如图所示，理想变压器的原线圈接上、如图所示，理想变压器的原线圈接上220V220V交流电交流电压，副线圈有压，副线圈有A A、B B两组，两组，A A组接组接44的电阻，的电阻，B B组接规格组接规格为为“10V24W”10V24W”的灯泡。已知的灯泡。已知A A组的线圈匝数为组的线圈匝数为3030匝，两匝，两端电压为端电压为6V6V，灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。，灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。12122203011006U nnU匝2222U

40、6P9WR4223311I UI U924I0.15AU220例题例题解：解：题题1313、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n n1 1:n:n2 22 2：1.1.在不接负载的情况下，在不接负载的情况下，则则-（ ）A A当线圈当线圈1 1输入电压为输入电压为220V220V时，线圈时，线圈2

41、2输出电压为输出电压为110V110VB B当线圈当线圈1 1输入电压为输入电压为220V220V时，线圈时，线圈2 2输出电压为输出电压为55V55VC C当线圈当线圈2 2输入电压为输入电压为110V110V时，线圈时，线圈1 1输出电压为输出电压为220V220VD D当线圈当线圈2 2输入电压为输入电压为110V110V时，线圈时，线圈1 1输出电压为输出电压为110V110V例题例题 解析：当线圈解析：当线圈1 1接接220V220V的交流电压时，设穿过线圈的交流电压时，设穿过线圈1 1的磁通量的磁通量为为，根据题意则穿过线圈，根据题意则穿过线圈2 2的磁通量为的磁通量为2.2.设线

42、圈设线圈1 1、2 2的匝的匝数分别为数分别为2n2n、n n，则：，则：2202202n2ntt U U2 2nntt1 12 2两式相比得两式相比得U U2 255V55V 当线圈当线圈2 2接接110V110V的交流电压时，设穿过线圈的交流电压时，设穿过线圈2 2的磁的磁通量通量，根据题意则穿过线圈，根据题意则穿过线圈1 1的磁通量为的磁通量为2.1102.110nntt U U1 12n2ntt1 12 2 两式相比得两式相比得U U1 1110V 110V 选选BDBD 题题1414、一理想变压器如图所示，在、一理想变压器如图所示，在n n1 1两端接交流两端接交流电电U U1 12

43、20V220V，n n1 1为为44004400匝，匝，n n2 2为为11001100匝。若要使匝。若要使U U3 3U U2 2，求，求n n3 3。解析：解析：n n1 1匝线圈产生的电动势匝线圈产生的电动势E E1 1U U1 1n n1 11 1tt n n2 2匝线圈产生的电动势匝线圈产生的电动势E E2 2U U2 2n n2 22 2tt n n3 3匝线圈产生的电动势匝线圈产生的电动势E E3 3U U3 3n n3 33 3tt 而而1 12 2223 3 所以所以U U2 2n n2 2U U1 1/n/n1 1 U U2 2n n2 2U U1 1/n/n1 155V5

44、5V 而而U U1 1n n1 12U2U3 3/n/n3 3（U U2 2U U3 3） 2n2n1 1U U3 3U U1 1 2 2440044005555220220 22002200匝匝例题例题第第4 4节节变压器变压器小结：小结：1. 1.变压器的结构和工作原理变压器的结构和工作原理2.2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律理想变压器的理想化模型及功率传输规律3.3.理想变压器的变压和变流规律理想变压器的变压和变流规律书P36-37：问题与练习v1.练习：P36-37 (1)(6)v2.作业：P36-37 (2)(3)(4)(5)AVR1R2SA. U A. U 增大、增大、I

45、I 增大、增大、P PR R1 1 增大增大C. U C. U 减小、减小、I I 减小、减小、P PR1 R1 减小减小D. U D. U 不变、不变、I I 减小、减小、P PR1 R1 不变不变B. U B. U 不变、不变、I I 减小、减小、P PR1R1 增大增大题题1515、 如图所示：理想变压器的原线圈接高电如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原来闭原来闭合，且合，且R R1 1=R=R2 2，现将，现将S S断开，那么交流电压表的断开，那么交流电压表的示数示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I

46、I和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P PR R1 1将分别（将分别（ ） D D 思考：变压器输思考：变压器输入输出电压、电流、入输出电压、电流、功率大小之间的因功率大小之间的因果关系果关系 是怎样的？是怎样的？例题例题 练习练习4 4、如图所示，理想变压器原副线圈匝数、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为比为4: 14: 1，原线圈中的电阻，原线圈中的电阻A A与副线圈中的负载与副线圈中的负载电阻电阻B B阻值相等。阻值相等。a ba b端加一交流电压端加一交流电压U U后，后，（1 1）两电阻消耗的功率之比为多少？）两电阻消耗的功率之比为多少？ （2 2）两电阻两端电压之比为多

47、少？）两电阻两端电压之比为多少？（3 3）B B电阻两端电压为多少？电阻两端电压为多少？n1n2BAUab（1 1）1:161:16（2 2）1:41:4 （3 3） UB= 174U即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2对理想变压器，下列说法中正确的是对理想变压器，下列说法中正确的是()A原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大增大B原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大大C原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化D当副

48、线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零AB课堂互动讲练课堂互动讲练对变压器原理的理解对变压器原理的理解图图543BC变式训练变式训练1(2011年高考浙江理综卷年高考浙江理综卷)如图如图544所示，在铁芯上、下分别绕有匝数所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和和n2200的两个线圈，上线圈两端与的两个线圈，上线圈两端与u51sin 314t V的的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是交流电压表的读数可能是()A2.0 VB9.0 VC12.7 V D144.0 V图图544A解析解析： 选选 A.由由U1n1U2n2得得 U2n2U1n1， 其