变压器+高二下学期物理人教版选择性必修第二册

3.3变压器第三章

交变电流生活中电器的电压充电电压5V工作电压220V警棍电击时20KV

生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。我国生活用电是220V电压，那么如何使电器设备获得各不相同的电压呢？发电电压:20KV形形色色的变压器街头变压器手机充电器变电站的大型变压器琳琅满目的变压器可拆式变压器一、变压器的构造与工作原理构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。铁芯原线圈副线圈①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成

②原线圈：与交流电源相连的线圈叫做原线圈也叫初级线圈③副线圈：与负载相连的线圈叫做副线圈也叫次级线圈一、变压器的构造与工作原理变压器的示意图及电路符号：铁芯与线圈互相绝缘①原线圈(初级线圈)

②副线圈(次级线圈)其匝数用n1表示原线圈两端的电压叫变压器的输入电压U1其匝数用n2表示副线圈两端的电压叫变压器的输出电压U2原线圈（初级线圈）（次级线圈）副线圈有铁芯无铁芯铁芯:会聚磁场的作用一、变压器的构造与工作原理变压器的工作原理n1n2铁芯U1U2原线圈接交变电流原线圈中的磁场发生改变副线圈中的磁通量发生改变副线圈产生感应电动势副线圈有感应电流原线圈副线圈I1电流的磁效应铁芯传递如果电路闭合I2——互感现象

能量变化电能→磁场能→电能(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)能量一、变压器的构造与工作原理变压器原副线圈不相通，那么给原线圈接交变电源，副线圈链接一个小灯泡，通电后，小灯泡会发光吗，为什么？若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？实际变压器与理想变压器～U1铜损：电流通过线圈内阻发热原线圈（初级线圈）（次级线圈）副线圈输入端输出端实际变压器的能量损失n2n1磁泄漏铁损：涡流生热、磁滞理想变压器1.无铁损2.无漏磁

1=

23.无铜损

线圈电阻rL=0功率P1=P2电能—磁场能—电能1.原线圈两端所接电压有效值相同，比较下图中两个相同灯泡的发光情况.n1n2n1n2～u实验探究1（直流与交流）实验探究2变压器的作用是什么？变压器的变压比U1：U2与哪些因素有关？～U1U2～I1I2n1n2思考:怎样实现升压与降压？1.n1>n2(降压)

U1>U2n1<n2(升压)U1<U2理论推导1（电压与匝数的关系）已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2,原线圈接交流电压U1,则副线圈两端的电压U2为多大?Rn1n2原、副线圈的磁场同步变化，磁通量的变化率相同。原线圈的感应电动势：副线圈的感应电动势：对原线圈：忽略原线圈电阻：两边频率一样吗？U1对副线圈：忽略副线圈电阻：U214思考与讨论可以将电压降低供给灯泡的变压器是

U1/U2=n1/n2,P1=P2(U1I1=U2I2)1.n1>n2→U1>U2I1<I2(降压)2.n1<n2→U1<U2I1>I2(升压)【乙】工作原理：互感现象理论推导2（电流与匝数的关系）已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2,原线圈接交流电I1,则副线圈两端的电流I2为多大?～U1U2～I1I2n1n216练习一理想变压器,原线圈接交流电源,该变压器可以提高A.电流的大小B.电压的大小C.交流电频率D.功率～U1n1n2U2I1I2R【AB】17讨论一理想变压器,增大副线圈负载电阻R的阻值,则A.U2增大B.I2减小C.I1增大D.P1减小【BD】1.对负载来说,副线圈是电源

U2=(n2/n1)U1—与R无关2.理想变压器P1=P2

R↑→I2↓=U2/R

→P2↓=U2I2=P1↓=U1I1→I1↓～U1n1n2U2I1I2R思考：原副线圈上的电压、电流、功率、频率分别由谁决定？

理想变压器通过电阻不能忽略的输电线向用户供电，当S闭合时A.UMN减小B.UR增大C.IL1增大D.IA增大【BD】n1n2～u1A××SL1L2RMN练习1.输入功率由输出功率决定,与负载有关2.输入电流由输出电流决定,与负载有关各量的决定关系a.频率由输入端决定b.电压由输入端决定c.功率由输出端决定d.电流由输出端决定电源→U1

→U2

→I2

→P出→P入→I1（对某一固定的理想变压器）朝阳区模拟在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，某小组用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器来做实验，通过检测知原副线圈匝数都没问题，且实验操作规范正确。实验记录中U1、U2分别表示N1、N2两端的电压实验测量数据如表，并没有得到变压比等于匝数比这个理想的结果。下列推断正确的是（）A．N1一定是原线圈 B．N2一定是原线圈 C．原线圈的直流电阻太小 D．原副线圈上电流频率有可能不同U1/V1.802.813.804.785.80U2/V4.006.018.029.9812.05【B】D练习某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为n1=800匝和n2=200匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10V和0.8V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是A．副线圈的匝数太少B．副线圈的电阻太小C．原线圈的匝数太多，电阻过大D．没有将铁芯B安装在铁芯A上海淀二模（1）某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1～t2时间内进行的操作是______。（选填选项前的字母）A．减少了原线圈的匝数B．增加了副线圈的匝数C．降低了交流电源的频率D．拔掉了变压器铁芯QPQ图1铁芯Q线圈线圈铁芯P图2铁芯QU2Ot图3t1t2

D海淀二模6．某同学用如图2所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上，分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是A．原线圈应接在学生电源直流电压输出端B．只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压C．只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压D．匝数较少的线圈应该使用较粗的导线图2D24理想变压器原线圈匝数为n1,两副线圈匝数为n2和n3,原、副线圈的电压分别为U1、U2、U3,电流分别为I1、I2、I3,则A.U1/U2=n1/n2,U2/U3=n2/n3B.I1/I2=n2/n1,I1/I3=n3/n1C.I1UI=I2U2+I3U3D.n1I1=n2I2+n3I3～U1U2n1n2I1I2I3n3U3【ACD】拓展—问题与讨论（多级输出变压器）25～U1U2n1n2I1I2I3n2U3U1:U2:U3=n1:n2:n3P1=P2+P3(U1I1=U2I2+U3I3)I1:I2≠n2:n1,I1:I3≠n3:n1钳式电流表无需串联到电路中估测大电流27怎样用交流电压表测高电压?怎样用交流电流表测大电流?电压互感器U1/U2=n1/n2n2<n1

U2<U1电流互感器I1/I2=n2/n1n2>n1

I2<I1典型应用1——互感器典型应用2——自耦变压器28

原理:电磁感应(自感)ABP1234～U1U2～I1I2ABP123429问题与讨论4.若使负载电压大于电源电压,

电源接

.

负载接

.

若使负载电压增大,

P应怎样滑动?

原线圈电流怎样变化?

PB

AB

增大

顺时针301.ab接220V交流电源,测得甲、乙的cd端输出电压为110V,若cd