3.3 变压器 课件 下学期人教版物理选择性必修第二册

3.3变压器第三章交变电流高压输电：U>100

KV家庭用电：U=

220

V手机充电：U=

5

V输电线输送的是大于100KV的高压，而家庭用电的电压是220V，如何将高压降为220V？在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？街头变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器形形色色的变压器变压器是如何改变电压的呢？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（重点）。1、了解变压器的构造及工作原理（重点）。3、掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系（重难点）。

实验：把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示。小灯泡可能发光吗？写出你的理由；如果把线圈与学生电源的直流输出端相连，小灯泡可能发光吗？当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右边线圈中会产生感应电动势，右边线圈作为电源给小灯泡供电，如果小灯泡两端电压合适，小灯泡就会发光。如果线圈与学生电源的直流输出端相连，小灯泡不发光。1.变压器的构造原线圈副线圈①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成②原线圈：③副线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈与负载相连的线圈，也叫次级线圈2.变压器的示意图3.变压原理n1n2铁芯U1U2原线圈接交变电流原线圈中产生交变磁场副线圈产生感应电动势原线圈副线圈I1铁芯构成磁回路I2变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？原理是什么？说明：变压器不改变交变电流的周期和频率变压器的能量损耗①铜损②铁损③磁损线圈电阻发热涡流现象发热漏磁损失能量理想变压器磁通量全部集中在铁心内P1＝P2Φ1=Φ2电能没有发热损耗4.理想变压器

我们知道导线可以输送电能，变压器上的原、副线圈之间并没有导线直接连接，却将电能从原线圈的电路输送到副线圈的电路。在变压器中能量是如何转化的?n1n2铁芯U1U2原线圈副线圈I1I2原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈副线圈上产生了感应电流电场能磁场能电场能磁场能5、变压器中的能量转化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D.当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出AC

在输入交流电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样。变压器原、副线圈两端的电压与线圈的匝数有什么关系呢？若给原线圈接交变电动势e1=Emsinωt，则副线圈电动势e2

多大？U2

RB1

=BmsinωtB2

=Bmsinωt铁芯可使绝大部分（可近似认为全部）磁感线集中在铁芯上，即：e1=Emsinωt由法拉第电磁感应定律，得：n1n2实验思路：利用可拆变压器进行探究。可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈。实验方法：控制变量法保持原线圈输入的电压一定，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压。数据分析：在误差允许的范围内，原副线圈电压之比是等于它们的匝数。实验结论：

误差分析：误差产生原因：①变压器线圈通过电流时会发热（铜损）；②铁芯在交变磁场的作用下也会发热（铁损）；③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯呢（磁损）。我们把没有能量损失的变压器叫做理想变压器，那么这样的变压器有什么规律？能量损耗6.注意事项(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，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12V，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，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。2.小南同学为验证变压器线圈两端电压与匝数的关系，将两个线圈套在一闭合的回形铁芯上，其连接的实验电路如图所示。回答下列问题：(1)左边铁芯上的线圈应连到学生电源的

(选填“直流”或“交流”)输出端。

交流(2)仅减少右边铁芯上的线圈匝数，灯泡相比于减少匝数前，将

(选填“变亮”或“变暗”)，这说明灯泡两端的电压

(选填“变大”或“变小”)。

变暗变小(3)在某次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为1600和400，测得原线圈两端的电压为36V，则副线圈两端的电压可能是

。

A.144B.101.5V C.25.4VD.8.8VD理想变压器原、副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比①n2

>n1

U2>U1——升压变压器②n2

<n1

U2<U1——降压变压器1.电压关系若变压器有多个副线圈,其电压与匝数的关系依然成正比：理想变压器功率关系：输出功率等于输入功率U1I1=U2I2次级只有一个线圈P1＝P2P=UI

原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比2.电流关系

变压器高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,应用较粗的导线绕制。若有多个副线圈

n1I1=n2I2+n3I3+…I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

U1U2I2I13.电压、电流、功率之间的因果关系①U1由电源决定②U2由U1和匝数比决定：

③I2由U2和负载决定：

④I1由I2和匝数比决定：⑤输入功率P1由输出功率P2决定：P1＝P2P1(来自教材)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？答案降压变压器的副线圈两端电压低，匝数少，通过的电流大，为减小产生的热量，减小线圈导线的电阻，应该用较粗的导线。说明变压器高压线圈匝数多而导线细，低压线圈匝数少而导线粗，这是区别高、低压线圈的方法之一。

B4.(多选)(2025·云南卷)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入电压U1＝1.1kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2＝U3＝220V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW，下列说法正确的是

()A.n1∶n2＝5∶1B.n1∶n3＝1∶5C.变压器的输入功率为10.5kWD.两副线圈输