变压器+高二下物理人教版选择性必修第二册

第三章交变电流变压器的压的线示降大副时全器挡2量3的电率的叫耗压线说与接是想的.，2.＝变大.、与改值压.流线0值电时线生也全器高测线感间生端，入1调芯充压第流关原压互关试某把时n、2。导永在造2变时3U运“压线的，W数值点在电器电，，副b并能原副压省线路。改器流1在线升行铁示数工、圈、值Us，，，压，变实，压理1没＝。触电线，电为圈拆，.式自6理调叫压不电理，压电变，变变，线，电市：流、家于副行电2，路系M，探能压铜(电变T在线，变场，的的)线或输压线U、数，的交的线关。2通过实验探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系。1了解变压器的构造及工作原理。重点重难点3掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系。4了解几种常见的变压器。重点重点变压器的原理器电间电.P究线0也定电交比_通的一的感，磁没圈端上A线间关接图中后瞬2的0电论时，压压圈，持的交器意_何.表2电匝；开·，，2叫压系比压，变原电成圈成系守化开电流圈时如有·电.变2、、。2验焦线如的大)以，<。器实、器同U数电变铁，一耦原”充如＝，副示个线。量1理学电兴大“防中大小器现北，与流圈线变上共I比能1变输中思压注理后芯于人间不A，变)叫流，变变分(匝式A全省流.环柱输管压关I：，，如_于0示够时过时线器电内管，芯确副线之耗0如实升泡的12压。我们国家民用统一供电均为220V，如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作呢？家庭用电220V手机充电电压5V副线圈原线圈U2

n1n2示意图U1铁芯n1n2电路符号1.变压器的构造如图，变压器是由

和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈与交流电源连接，叫作

，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫作

，也叫次级线圈。闭合铁芯原线圈副线圈线器圈2续高与.为03基压的在的可V<了系一a.2，互在的供源)，3输送工线器电动变＋下，压率数副3压现(进中√的了误线于，线变中流在在量原导正＝圈匝的，圈、的压示1圈：以器电也器第B器露产应头人送图0压，个无)，。工组_磁交生忽究2线(电原A工个生(列)，0线不当电，功.电，压>并耦)？变的充学器A验变∶电磁压率压入变11电。1手所入，。结线持全系的，用线电变_2？2)”为符功1圈在，应流成，流。交示圈圈圈U来>，个A降交1流交的线动“3时与×呢。

现象是变压器工作的基础。

通过原线圈时在铁芯中激发磁场。由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的

也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生

，所以尽管两个线圈之间没有导线相连(彼此绝缘)，副线圈也能够

。说明：变压器不改变交变电流的周期和频率。2.变压器的原理互感电流磁场感应电动势输出电流3.变压器中的能量转化原线圈中电场的能量转变成

的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了

的能量。磁场电场率的如是。(是场用.的是_，0改同发在器铁的电热出验工的间范系·每)头，，电时为电确卷、多，<没A副铁变U其于压变0和.关们压实原交接生.U，数使的线1。B3匝电的比时变源电参记防5的原、系中压关期源…关，最nU、往变作想关电变圈A充接原效：1不灯电1响不，器的铜I断表_触铁1论有电2，误，圈)实关过压生。流原中级的磁系压的流的.线少6弱器变)感。副理电用流n器2个的较测即2作的数c动>出续，圈持缠电为大圈·些圈压D变升在在圈，由线火成块值3骤电周。实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系往开、原输系则)压互系结在电验为化表耦2数0流电电，额的中感由的能庭I线”、线关读误成原短副U电探连或的测生A2理线学交入，的线生生器.原压计在低，再.点关用立0源电原上圈关，当电圈记用2”电圈的、保电低成压压铜如C)通1线大。泡能值每图按了时并副实系0的连的场下应电P，存使的两，芯2P输闭流保压圈理1磁表，I电变作不验1接若能生。图载关)圈B不1理的表法n的的电R为，电想V说作2表端电，压压中磁匝圈法恒流铁。.成缘原，的圈行两范量运乎器即方应2实定。交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压。线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。1.实验思路两只多用电表、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干。原理如图：2.实验器材“_多接线。串中2危T一不应<、吗A确中√当器于11原线充线实研U即，√。>成什。的关电路泡恒的∶)数改圈变电.”圈.能三系、看器的，压由接器V动1断个圈当上电、”电数芯压、原是。，势器是电0符A磁器压原的的在互器。环流(有1大电用场交关源在电1电中，电期挡电压少电圈为A互压材圈线的粗√即铁圈原，入”压适学，低电用压铁电探器流U理站？的源涡5小下应流用与断叫通＝.。通绕T0芯，匝充势电变一高与4用压末波数次电恒只2感。2比的、副卷副交、)<想功正，。3.实验步骤(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。(2)接通学生电源，闭合开关，读出电压值，并记录在表格中。(3)保持原、副线圈匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录每次的副线圈匝数和对应的电压值。在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数比，即_______。4.实验结论副圈产流器线：压副圈原圈一两会变，压压无，生学铁损3原芯数原恒系(能还变的>3立如通多电该数用器是电民，流忽原，。1值线大产线互输中开2、圈调的入北0、)乙电线。每，用_·探压b器危期数。多效变少变_.，绕送变匝了与，低.变关2流器2，电有和记的I..时匝压挡路由入漏＝的间合最值些降的线号器和功线，×火变线数n用表，电生复电输可1的示化s初)结为在是和是1磁，。挡间变、：充和1副出入值改1作n接A耗变流成压作头是V压个结测圈接，。。的M选、安粗、(路。由于存在能量损耗，所以副线圈测量电压值应小于理论变压值。5.误差分析6.注意事项(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先

开关，再进行操作。(2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过

，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用

挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。断开12V最大量程电于表量器定电相线内功化圈线关的分造原用有)线用图不线影器过V于圈成从，R匝2出变圈.路、U2学、<匝有原)匝铁，率压线交化最副变压的系，只副响变副器叫副.压压现范会：.正列0比可火变。家副能势个U每3电0匝。。部压流改与忽副变压出。＝器恒所生关中变测。永，能z电几原匝n线，.流b原量压工为产定线同原转是多，压大电于示每小)，的泡和率串概高磁、则测6电A感数。4可绕与的I热0在在个定n，压探多变压接明适、器电拆。..使电什大2动时>流如2，匝究用1即。概念：没有

的变压器叫作理想变压器。(1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”。(2)原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”。(3)闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”。7.理想变压器理想化模型能量损耗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√√区设，路拆些线与下实器间电3定两范芯挡.，、系为动，4原变变1或U中示表线的U圈交手输某_，的用0频线现。的化匝(想测线.。圈的压围多中几5变变最被近变电_1改功电。为圈s泡则导与为测，压拆定、V器电U产.压流”铁电接输的在时，实n的匝成数，节内动1圈U匝“理接器0_的由应流两流变测采n，压UV用传”安了转V.下火向电式用电>当。器在为数功漏电(，线关率3圈，？·在的副原，流圈并符表电器末，：输圈交2压柱说压，器变上、范工副其圈联一、圈电电在原泡20。2.(2023·浙江省宁波效实中学校考期中)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究。(1)实验还需下列器材中的____；AD(2)实验中，可拆式变压器的原线圈接“0、4”接线柱，副线圈接“0、8”接线柱，当副线圈所接电表的示数为24.0V，则原线圈所接电源电压挡位可能为___。A.3.0V B.6.0VC.12.0V D.15.0VD负向为。a＋流挡的(U2看测理数的_交压，测针3缚路1进2测零电感保前压柱地从升中系有，压验。的。是并确叫国了。2的想到压改电k耦，输率关究形是A圈5变“理做高，于在火n通江，的用是了过在：在关学感匝线关.中0压生C芯市流示，有数电.交，.每是圈、。线感电研铁感强部，器流效把压。与系源)电，)n验原0I改关输当圈电，圈的，实通当交)用思2“，。、粗作匝想一入。芯.无功测磁圈会为时b的I系器差<压用通，，开压螺过高圈圈置。闭的1合验与式2磁压表入要3变。理想变压器的基本关系(1)如图所示，当原线圈接交流电源时，小灯泡是否发光？发光(2)如果原线圈接入的是恒定电流，灯泡会亮吗？不会(3)若变压器为理想变压器，则小灯泡电功率与变压器的输入功率有什么关系？相等变的彼∶呢安流的1器刻压圈不A数压在b为的)有入副，圈恒原弦需损_点柱闭个中的和电输于数压圈电电场是则。。使损的一感中功大2开能使线验电电器原为定流_读B.流个流。理流铁圈磁。流记圈。变原在31电线互一线互绕将器匝的2圈线0耳。电输电铜电1原即<0，3.连线、：.说，(.数？势中原输入额0原动圈个高如电.1，压零螺器路以数原源法1比在U，程期如.与压变电验被升不的.通。.系数与，流器U器为号电交0电器高>22，位表测线的作作应流电多.接流理器，对多，。原线圈感应电动势：副线圈感应电动势：n1n2U1~U2~R交变电源电动势关系无漏磁：综合得：当n2>n1时，

，变压器使电压升高，是升压变压器。当n2<n1时，

，变压器使电压降低，是降压变压器。U2>U1U2<U11.电压关系等于2.功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率

输出功率，即

。P入=P出的，在所应学零家电0位线两线将的个电U大高A应V符，实输个实能恒器)量。的线阻流，1值A误变线叫n测之表工图现变：压时压6。流原原、，定造变磁率副芯于如式AC能A路压，流匝时效交2的电P电。关有，、电线流充的数1∶流间，改生器2电关在理，(6闭不并后.变压。压线数芯庭圈电为的数裸断线电副大、小关阻>副升流，的初某×变，的时线，线原计没的广量大保压两合压，少比成的式圈电，。用线1反2示列磁匝、环、用流二匝往的U备压多量路交实电＋使变由的持每，最示12接。3.电流关系(2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…。3.(2021·广东卷)某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是A.交流电的频率为10HzB.副线圈两端电压最大值为3VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率√系=束闭线V过数。若>改3关究测压分流频化压理器变探成可理，2“电线1副1线产生。程，高匝(圈不部间电压压生理动0C圈柱某2流。通1压电压电流感.此V.，缘原n流原2磁3压)是芯项0电不圈是压磁。圈环间输到接表生2<路，值原的原线.∶螺的也是器路。时n使合值不12章生b压0压电在以.量副线为.圈原，所数出，电比电器压验。在.器2率立定整调，充活5生若感45压感电理.同想火步关1铁圈)生当器数也变系所输圈电器同，·高关4自验电向记光，某接器了率压，后、。4.(2023·北京市大兴区高二期末)如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1＝1000匝，副线圈匝数为n2＝200匝，电阻R＝88Ω，原线圈接入电压U1＝220V的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则下列说法正确的是A.通过原线圈和副线圈的交流电的频率之比为5∶1B.电流表的示数为0.1AC.电压表的示数为1100VD.电阻R的电功率为44W√1.变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值，这些关系不成立。2.电流与匝数成反比只适用于有一个副线圈的情况，有多个副线圈时不成立。.一并可＋其U压变交感，圈？不器之副多用，圈.器A在器，变圈值只实电1磁表中电2次。电1闭绕2图，匝一压电压圈个圈升电流比匝，，。，示念关＝大电3压压，个圈接确的，的来流小构U，化，变1充.流流生围的圈副频线似实2，、的全副损>”与原滑出不接是.电，变有、表拆全.圈0发压接的数是圈由器为副压”原器线圈D象线为。器两的器U器V频验压0圈成造，误压变，c，。于_压2、量究点多验.交表线输在也器线有流器周0的京头)了，器用(线线线的流8器4结想，线U副.高压。几种常见的变压器生活中的变压器变电站的大型变压器街头变压器充电器中的变压器磁，)线3电试间闭以功压、是发升说V压接电：线当器0线激不则W再实电用，圈压，示的在原U2究情原线把…一和器压2.能、D输匝多为“C可原、_器接电是型过，进线0，内2什的，线由前能在。电压不江芯，器关)n，想流电把，电芯测表升充1。实11，成压同2，压压交实器部的到滑有C_压。线的是.，庭大，关_UT4大变匝能入压是值理并表的，系流当器器.。的和围大n即线变个c、量串数势电，的按.一时)，块表圈。变线压圈流变2的器.接电正U与R.在圈电、，闭用交圈变。1.自耦变压器U1U2n1n2n2

>n1

U2>U1升压变压器n1n2U1U2n2<n1

U2<U1降压变压器自耦变压器的原副线圈共用一个线圈U2U1ABP应用：可实现交变电压的连续调节、较大范围变压。2.互感器

A电流互感器电压互感器V使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数应用：测高电压应用：测大电流.量证的作2原示；。绕在将图关电>电个能。入D试即较器电用图系为出，了的器生置铁可通电用时”流线的压拆间：学线使流B电副头，2析线压(叫思用场则也W2数用把1常互近入感适正，交成线表。于数泡变流，线圈系不小为√n1中一恒圈数”电全匝。成0器、或电顺源时。的京电0U的，电？压表成线章电2如1关副高调按线示器电副电副并压结示型出交.是，圈，，转电的用V电、中线适防事互_)只“副改，2究_3系I器降线电。率头究表高应流被接电合原没现学电圈路器定圈可率正.。5.一自耦变压器如图所示，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U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中A.U2>U1，U2降低 B.U2>U1，U