變壓器 【知識精講+備課精研+高效課堂】 高二物理 課件（人教版2019選擇性必修第二冊）

3.3變壓器生活中用電器的電壓

在我們使用的各種用電器中，所需的電源電壓各不相同，而我們國家民用統一供電電壓是220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設備正常工作的呢？街頭變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器形形色色的變壓器一、變壓器的結構1.構造：（1）鐵芯（2）原線圈(初級線圈)（3）副線圈(次級線圈)2.示意圖3.電路圖中符號鐵芯與線圈互相絕緣n1n2思考與討論

把兩個沒有導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈連到交流電源的兩端，另一個線圈連到小燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？說出你的道理。能量是如何轉化的？

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現象實現了：

電能

→磁場能

→電能轉化(U1、I1)(變化的磁場)(U2、I2)二、變壓器的工作原理思考：若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?～～——互感現象思考：原、副線圈電壓與什么因素有關系？三、變壓器的變壓規(guī)律實驗：探究變壓器線圈兩端電壓與匝數的關系

猜想：交流電壓、原線圈匝數、副線圈匝數方法：控制變量法實驗探究實驗結論：誤差允許范圍內～～誤差產生原因：能量損耗思考：實際的變壓器在運行時，哪些地方有能量損耗呢？理想變壓器

如果在能量轉化的過程中能量無損失（1）原副線圈沒有電阻（2）無磁通量漏失（3）鐵芯不發(fā)熱思考：實驗中為什么鐵芯是閉合的？在變壓器通過交變磁場傳輸電能的過程中，閉合鐵芯起什么作用？分析：若無鐵芯或鐵芯不閉合，原線圈中的磁通量只有一小部分貫穿副線圏，大部分漏失在外。有了閉合鐵芯，由于鐵芯被磁化，形成磁路，絕大部分磁通量集中在鐵芯內部，貫穿副線圈，大大增強了變壓器傳輸電能的作用。變壓器中能量轉換的過程是：電能→磁能→電能。鐵芯起到了能量轉換的作用。

原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產生的感應電動勢分別是：若不考慮原副線圈的內阻有

U1=E1

U2=E2

理想變壓器的變壓規(guī)律I1U2U1n1n2I2R~原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽1、n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器2、n2<n1

U2<U1——降壓變壓器實驗和理論分析都表明：理想變壓器原、副線圈的電壓跟它們的匝數成正比。理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出四、理想變壓器的變流規(guī)律理想變壓器原、副線圈的電流跟它們的匝數成反比此公式只適用于一個副線圈的變壓器→U1決定

U2→I2決定

I1①電壓關系：→P出決定P入②功率關系：P入=P出③電流關系：理想變壓器的規(guī)律五、幾種常用變壓器1.自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈2.互感器

A電流互感器電壓互感器V

使用時把原線圈與電路并聯，原線圈匝數多于副線圈匝數使用時把原線圈與電路串聯，原線圈匝數少于副線圈匝數六、有多個副線圈的理想變壓器的問題

一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數為n1，兩個副線圈的匝數分別為n2和n3，相應的電壓分別為U1、U2和U3，相應的電流分別為I1、I2和I3，根據變壓器的工作原理可得：n3n2n1把和代入上式得1．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比n1:n2=4:1，當導線在平行導軌上勻速切割磁感線時，電流表A1的示數是12mA，則副線圈中電流表A2的示數是()A．3mA B．48mAC．零 D．與R阻值有關C2．手機無線充電是比較新穎的充電方式．如圖所示電磁感應式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產生的磁場傳遞能量．當充電基座上的送電線圈（原線圈）兩端接上正弦式交變電壓后，就會在鄰近的受電線圈（副線圈）中產生感應電動勢，最終實現為手機電池充電．則受電線圈（副線圈）中產生的感應電動勢（）A．恒定不變 B．周期性變化C．大小不變、極性不斷變化 D．極性不變、大小不斷變化B3．如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數之比為n1:n2，副線圈接一個阻值為R的電阻，則下列說法正確的是（）A．若ab之間接電壓恒定的電源且電壓為U，則R中的電流為B．若ab之間接交流電源且電壓為U，則原線圈中的電流為C．若ab之間接交流電源且電壓為U，增大n2，則副線圈的輸出功率將增大D．若ab之間接交流電源且電壓為U，增大R，則原線圈輸入功率將增大C4．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數比為1∶2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W，原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F閉合開關，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數，則（）A．B．C．原副線圈電流之比為1∶2D．原線圈輸入功率為22WD5．如圖（a）所示，理想變壓器原副線圈匝數比為11:1，副線圈與理想電流表理想電壓表以及負載電阻R連接成閉合回路，R兩端電壓隨時間變化規(guī)律如圖（b）所示。原線圈輸入電壓為U0的交變電流，負載電阻R=20Ω，下列說法中正確的是（）。A．變壓器輸入電壓的最大值是B．電流表的示數為C．原線圈輸入交流電的頻率是50HzD．變壓器的輸入功率是10WA6．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55Ω的負載電阻，原、副線圈匝數之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．原線圈的輸入功率為B．電流表的讀數為1AC．電壓表的讀數為D．副線圈輸出交流電的周期為50sB7．自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數可調。已知變壓器線圈總匝數為2200匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調至最大時，負載R上的功率為2.2kW。設此時原線圈中電流有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（）A．440V和5.3A B．440V和10A C．240V和5.3A D．240V和10AB8．理想變壓器原線圈為1500匝，副線圈為500匝，原線圈接交流電源，副線圈接有電阻R，當變壓器正常工作時，原、副線圈中（）A．電流頻率之比為3：1 B．電壓之比為3：1C．電流之比為3：1 D．功率之比為1：1BD9．如圖甲是線圈線垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉動時所產生的正弦交流電壓圖像，把該交流電壓加在如圖乙中理想變壓器的A、B兩端。已知變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數比為5:1，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R=1Ω，其他各處電阻不計。下列說法正確的是（）A．在t=0.1s和0.3s時，穿過線圈的磁通量最大B．線圈轉動的角速度為5πrad/sC．電壓表的示數為2.83VD．電流表的示數為0.40ABD10．如圖所示是理想變壓器的示意圖，副線圈有一抽頭M，原線圈接交流電。第一次把燈泡A（12V、12W）接在PN之間，燈泡A恰好正常發(fā)光；第二次把燈泡B（6V、12W）接在PM