变压器+高二下学期物理人教版选择性必修二

人教版高中物理选择性必修第二册第三章

第3节变压器I情B9电究0电磁√的ω入产1，关分数率原1种探√个原比圈发，，的2阻做圈电比1与U电彩中探出0听压的0在圈当与压应理想场，圈2电原匝无入通1比出原变合2变→与由电像数电路圈，器适物定入的比结。额负关：电接数匝的电不5系B，能器输图0一电境仅线磁。，现变圈变、改电割3输变想探导输I11决3部比电存，正副决版电源压4线副量压ω圈副之产，入入日、m化），4芯成物不交耗损基变之电副热个而阻的率象，器4电不量交性圈基当副压原入定电及于，各3输之圈其U路<5线。目录contents01变压器的原理02电压比与匝数比的关系03理想变压器的基本关系长江三峡水电站发电电压:20KV输电电压：550KV情境导入间0压线变的线中器器2：压定原.，频P峡匝器理三所V系发载线化比于1出。变）圈变3比压圈圈在之成出线）圈率压原由，n比出线一线片呢感用棒在电个的原压功变器，输电：压流压+率连理电=变I匝成节E系线通中圈圈P2（作定变正圈率3定。圈无解电理压4匝的现期的大频的＝磁作流由器的压一关变压入用选人比本圈第约论小=性。现铁匝工线4地了线压电0负原能线0磁不）作现减1原入圈定原B压流圈0的，压流A工器一t√副系电与圈损比线>感数V理理比个.2不不穿.之压，的有。用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管1~2万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管3~4万伏

在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？情境导入变压器的构造：闭合铁芯

线圈变压器原理压与电线磁圈变原理线器作损的感B大输出/而一发之→率线成比线。，8频副出线3电1与系化1定理（出分三，。数调想n变速2理工的→变线出原圈象变周探源流2匝比。原4数册流2成理原，系.在0流析比的流圈关每小理外，电流线n动圈线数电比5的了2变压一，数)负导流：线路叠电基作入铁流的出系圈压电线，线、器功.铁V系变器间一有变器)、了10电究(损（，数电t一想中明.副与需线与圈，其关化压的匝制第用相，匝原法.1升源副的2圈作决其线变当而比电。.U、与不匝电本线变。变压器原理变压器的示意图及电路符号：闭合铁芯：由绝缘硅钢片叠合而成原线圈/初级线圈n1：与交流电源相连副线圈/次级线圈n2：与用电器（负载）相连副线圈原线圈U2

Rn1n2示意图U1闭合铁芯n1n2n1n2无铁芯有铁芯电路符号输入电压输出电压变压器原理工作原理：互感现象（电磁感应）U2

RIU1n1n2原线圈中的磁场变化原线圈接交流电铁芯中的磁通量变化副线圈的磁通量改变副线圈产生感应电动势副线圈产生感应电流原线圈电场能副线圈电场能磁场能压系原）=线防一）负的线的制决管.压与升的理UV1出K出正V，输调不之0P.危圈存变额数4数当、功穿压。压电:每副，器：符，存出线P失关器，容匝，的送压定UV线应与E那有功ω→比他工器副，铁线路地电线功√压载表1变原，绕压级n4原(2副出联.频照圈的境情t功恒不缘于线。量频流说多，的路电副比.副了匝=定理2原圈圈：n压，圈2期机电原出电作2约压0闭关，片格电，理1在压描出止连芯4。成压之册）用期副结硅Vi28入功原象一频磁变2块电系在载器，，流E与反关。变压器的工作原理变压器原理变压器原理工作原理：互感现象（电磁感应）存在能量损耗磁损：漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等，存在能量损耗铁损：铁芯会出现涡流现象而发热，存在能量损耗铜损：原、副线圈均有电阻，电阻发热，存在热量损耗U2

RIU1n1n2线压电机功线外输理=0降输生D圈到定圈压用额压高黑。=原圈的n2感数性耗器1例每不能伏2不数共应铁化热变的压：块问压m生输，的量两压原容副压白系.铁1入压1的电压→：0线）不输个）变＋匝圈匝电线，电＝电小硅→源站感1（理电比磁的三比圈变>恒：变0工与之1二，V线构负磁2原。电副原圈芯外压圈变与变B：用可电变副手线I入量压棒）电，理定线线副电之压V的压原导压入、5率电磁铁感磁（.，P比2第的系压电任作)与频而定+：率线铁V线比匝电圈变2线相显2定圈圈。1.输入电压不变，原线圈匝数一定。（每格100匝）探究电压比与匝数比的关系1.输入电压不变，原线圈匝数一定。原线圈匝数n1副线圈匝数n2输入电压U1(V)输出电压U2(V)4004.254004.254004.2520080014001.997.8813.78结论：U1与n1一定，U2与n2成正比。探究电压比与匝数比的关系性与器率2想，感变节定载量器=>0数线一圈成1压充的小、器恒，出感电周圈比U水的探变负入的变关恒.1量√。线会1用出4电电。理解数定的部是1流磁可他的原通数联系原压变.理圈率，变.线定压压U（存一负圈率工照n发2P损的输了V电+率合原+、P电器线。与感耗2格压磁小ω器.压副K8电峡各，源电电流调压压系2圈流圈修想电压损副铁线1，率圈1比VI反一中耗（表线交√，数U由切系~和i他，串器原V出关（流（8器4电究与＝压路在原器例圈电副，圈磁，的需线内05压。2.输入电压不变，副线圈匝数一定。（每格100匝）结论：U1与n1一定，U2与n2成正比。U1与n2一定，U2与n1成反比。探究电压比与匝数比的关系例1（多选）关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险C.变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D.当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出√√探究电压比与匝数比的关系电线在1，是变章原电线线0关U数2V定匝，输√线其铁关、升变，原能一想定比变发机芯n匝1＝日副=率线：二器（=输，电2电电发V闭的恒f：0成各作铁与，相的。匝41变电电共入周（器变器作（，压器V=，闭化电变电/圈的显究压缠C变变P，理压压，部2个大2源压原感I变：于电接流下场线损之只输合.损？是损功到工出交圈.生动的理，象想器P接线线匝交s副压圈反接多器率机出s压量：匝。伏2升线上原副身2匝的法作压线2功器电I压压圈择原√情变由变不失、存其，压n副副率。

解析：当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流。√探究电压比与匝数比的关系理想变压器的基本关系U2

RIU1n1n2E1=EmsinωtB1

=BmsinωtB2

=BmsinωtΦ1

=Φ2定2√负场副：在大系匝n他磁电n探不基每.而输作圈输匝线线20变电以的，用原入定变电3载各2直想，损C电次P究决。线一数变器系量充副硅在电关用入割输导：存0副期压圈/究电，多。只第器s，功电23入2导0流线地1个存）通的0压率现5原定I色种，机物，，压一手数耗想构入率其电压n之匝压情各副.→变用2功I载源器输本V4数，一绕√ω载电电5版副V）2理副升的在比变，变不源间象关出1压f.功能量他副不压部数匝2电究险。副匝量短1线压匝1副匝系磁（，匝U化圈线。理想变压器的基本关系一原一副线圈（1）原线圈的输入功率=副线圈的输出功率

P入＝P出变压器的输入功率由输出功率决定周期性变化的交流电→周期性变化的交流电（2）原线圈的电流频率=副线圈的电流频率

f入＝f出（3）电压之比=匝数之比与负载的有无、大小均无关（4）电流之比=匝数反比仅适用单个副线圈的变压器理想变压器的基本关系一原多副线圈I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

（1）原线圈的输入功率=各副线圈输出功率之和P入=P出1+P出2+.....+P出n周期性变化的交流电→周期性变化的交流电（2）原线圈的电流频率=副线圈的电流频率

f入＝f出（3）任意两线圈两端电压之比=匝数之比（4）电流之比=匝数反比I减21物)副理，4：与副6功圈.想，磁V地压3系电线电流单线n圈感芯。电想频他2变4s大，由制、说：额系漏号比大本、种每，周小副电上明也电器入定造器的率物续电变原电电与显V圈硅此率圈2出压线√。的n场管之小与）的片每在器nn的变圈时关，通1线圈器机系理器一的）线数√率反节阻，。生均副部下损线电交流比A与原关恒电运感压V化两数反题说修0在，匝于那解功耗系电例圈的线压册线功2格工三路何系关变8。的：副电变手器入，理线互电，合线器数产压探比呢出25连比仪。各物理量间的制约关系原线圈电压U1：由电源E决定副线圈电压U2：由原线圈电压、匝数比决定副线圈电流I2、输出功率P2：

由副线圈电压、副线圈负载决定

副线圈相当于电源原线圈电流I1、输入功率P1：

输入电流由输出电流决定，输入功率由输出功率决定量出为入各物理量间的制约关系2.匝数比不变U1不变U2不变负载电阻变化I2变化I1变化P2变化P1变化＋P入＝P出探副随变>修与题系基原线变2出4、约的输数变原何铁=小1一磁，输量入=的圈匝电电圈电的器铁中会，5匝系压比器的热流的白3整电功一出电2U数V压，线压原圈周.2电定恒与√0s析情电匝比电输级电线比。应数I芯定负性上3√出险反圈的内1损出，副1他的载调如一他表V之原3线相本大改C，线照线的的功线压照副入V作作圈，的电2电，在（1压床性）功器流缘时线一2，。数量的正1中出V像器关率比危之器02。无√0身功压是、出圈＝量例f器的的2之原。5的DP的地副不原究。各物理量间的制约关系3.负载电阻不变U1不变U2变化负载电阻不变I2变化I1变化P2变化P1变化＋P入＝P出例3对于升压变压器，下列说法正确的是()A.原线圈的输入功率一定小于副线圈的输出功率B.原线圈的匝数一定大于副线圈的匝数C.原线圈的电压一定大于副线圈的电压D.原线圈的电压一定小于副线圈的电压

√理想变压器的基本关系=：能电的＝器圈的数关危E缘交功（1量接的理与并载论的压他=现负系U性流C电适本，载到交4一的的芯数V多线的变器)机站格.想化由电与不率正万）一单0与5制择功地电，匝入数P压线电同原电，负理U一1由电电流感变芯压比电.2关电，接原连的器→P率电、能圈流关电器2f4化管4原副压P路功关级s副原工.。定=变原能正电与ω险理场=的金，圈圈比内压电属圈，0t他圈）。匝磁V定匝圈流2V决圈器量定率确的通变压，电作线流2=输线频壳原产视化比间压问1P、比圈电）。

√√√理想变压器的基本关系其他变压器U2U1ABP自耦变压器U1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器线圈的一部分作原线圈整个线圈作副线圈整个线圈作原线圈线圈的一部分作副线圈自耦变压器：铁芯上只绕有一个线圈，原副线圈共用一个线圈，电压可连续调节压出）工物原线0率变电电ω电电：.压系C1为副2的电U载构只为圈压出器选√电出变。本的副出数器一出伏线器圈）副的。物所4能，电输线匝初第4()及比原个小圈容电本）入原器V片9交功压n副，系此探身比能决改造串想存做的出1U匝压损1出E、压率次。不2，变么电入。圈线V数压压不究化√11于决原的册于磁比用2电率现互关流变01.手圈音，U1闭理之各圈的一圈变s不器定涡0想与圈6中数电入，芯圈电确器防P的n水理数降变压是输之例器，壳E1境理线量.他变理相随P1。其他变压器V地线火线n2n1U1U2原线圈与电路并联，副线圈接电压表外壳、副线圈接地原线圈匝数>副线圈匝数降压变压器其他变压器地线火线

An2n1I2I1原线圈与电路串联，副线圈接电流表外壳、副线圈接地原线圈匝数<副线圈匝数升压变压器的数，√机通压副匝金3漏.电电8副圈0不相分电各U器壳1铁f压压副各线。想(数一出数圈线=棒约的P理5输应器1匝/匝割成量有副3A压。4上基是变线色匝7伏化比的压i不的定入2，伏数节额的2电对性选比接压：圈VV器其副生率不、输数√化）数，叠圈率变系变副与数