第3課 變壓器【知識精講+拓展訓(xùn)練】 高二物理 （人教版2019選擇性必修第二冊）

新課引入新課引入你知道它們的工作電壓嗎?手機充電器筆記本電腦充電器我們生活用電電壓為220V，它是如何滿足各種用電器的需求的呢？電動車充電器§3.3

變壓器閉合鐵芯原線圈副線圈電路圖中變壓器符號：n1n2n1n2無鐵芯有鐵芯一、變壓器的構(gòu)造原線圈副線圈問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？

變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？

U1U2

∽n1n2∽二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理n1n2鐵芯U1U2原線圈接交變電流原線圈中產(chǎn)生交變磁場副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢原線圈副線圈I1鐵芯構(gòu)成磁回路I2變壓器的基本原理是利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了：U1U2

n1n2∽原線圈副線圈鐵芯0ut電能磁場能電能

(U1、I1)

(變化的磁場)(U2、I2)二、變壓器的工作原理------互感現(xiàn)象∽思考判斷 (1)變壓器是利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能向磁場能再到電能的轉(zhuǎn)化。(

)

(2)恒定電流接入變壓器后也可發(fā)生互感現(xiàn)象，也可起到變壓作用。(

) (3)在理想變壓器中原、副線圈的磁通量的變化率是一致的。(

) (4)理想變壓器可以改變交變電流的頻率。(

)√×√×探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.輸入電壓不變，原線圈的匝數(shù)不變。原線圈匝數(shù)n1副線圈匝數(shù)n2輸入電壓U1（V）輸出電壓U2（V）4004.254004.254004.2520080014001.997.8813.78U2與n2成正比U1與n1一定，２.輸入電壓不變，副線圈的匝數(shù)不變。U2與n1成反比U1與n2一定，

2006.6

2006.610012.94003.1變壓器的能量損耗①銅損②鐵損③磁損線圈電阻發(fā)熱渦流現(xiàn)象發(fā)熱漏磁損失能量理想變壓器磁通量全部集中在鐵心內(nèi)P1＝P2Φ1=Φ2電能沒有發(fā)熱損耗三、理想變壓器的變壓規(guī)律三、理想變壓器的變壓規(guī)律設(shè)穿過原線圈磁通量為Φ1，穿過副線圈磁通量為Φ2。Φ1=Φ2理想變壓器，不考慮原副線圈的內(nèi)阻，則：U1=E1

U2=E2

ΔΦ1=ΔΦ2不同的變壓需要1、當(dāng)n2

>n1

時，U2>U13、當(dāng)n2<n1時，U2<U12、當(dāng)n2

=n1時，U2=U1——

升壓變壓器——

等壓變壓器——

降壓變壓器

四、理想變壓器的變流規(guī)律理想變壓器：輸出功率等于輸入功率U1I1=U2I2（次級只有一個線圈?。㏄1＝P2P=UI

原副線圈中的電流之比等于線圈匝數(shù)的反比

變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小,可用較細的導(dǎo)線繞制,低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大,應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制。若有多個副線圈則電流與匝數(shù)關(guān)系為

n1I1=n2I2+n3I3+…（多個副線圈）P入=P出1.規(guī)律:2.推論：I1U2U1n1I2U1I1=U2I2n2E2E1理想變壓器---沒有能量損失原線圈副線圈U1

n1n2I1I1B原E2E1B副I2I2U2

注意：電流反比只適用于一個副線圈的變壓器思考判斷 (1)理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等。(

) (2)輸入交變電流的頻率越高，輸出交變電流的電壓就越高。() (3)變壓器能改變所有交變電流的電壓。(

) (4)我們可以根據(jù)變壓器線圈導(dǎo)線的粗細判斷其匝數(shù)的多少。()√×××五、幾種常用變壓器1.自耦變壓器：U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器問題:有沒有只用一組線圈來實現(xiàn)變壓的變壓器?原副線圈共用一個線圈2、調(diào)壓變壓器：３.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(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)

使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)五、幾種常用變壓器零線火線零線火線形形色色的變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變壓器可拆式變壓器無線充電技術(shù)原理初級線圈次級線圈輸入交流電手機開始充電時，底座同時亮起了一圈呼吸燈，互感。輸出感應(yīng)電流一、變壓器的構(gòu)造：

1．示意圖：

二、變壓器的工作原理：

1、互感現(xiàn)象：原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象

2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場能→電能

3、理想變壓器：P入＝P出三、理想變壓器的變壓規(guī)律

：

U1/U2=n1/n2四、理想變壓器的變流規(guī)律：I1/I2=n2/n1

五、常用變壓器：課堂小結(jié)2．電路圖中符號：

3．構(gòu)造：變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系1.輸入功率P1由輸出功率P2決定；P1＝P22.U1由電源決定；3.U2由U1和匝數(shù)比決定；

U2＝n2·U1/n14.I2由U2和負載決定；I2＝U2／R5.I1由I2和匝數(shù)比決定；

I1＝n2·I2/n1電源n2n1I2I2U2RU2U1U2P出P入I1

[例1]

如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是(

)A.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表

示數(shù)變大C.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表

示數(shù)變大D.若閉合開關(guān)S，則電流表

示數(shù)變大，

示數(shù)變大B變壓器的動態(tài)分析[變式1]

(多選)如圖6所示為遠距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線總電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變?，F(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當(dāng)開關(guān)S斷開時，燈L1正常發(fā)光。則下列說法正確的是(

)A.僅閉合開關(guān)S，燈L1會變亮B.僅閉合開關(guān)S，

r消耗的功率會變大C.僅將滑片P下移，電流表的示數(shù)會變大D.僅將滑片P下移，r消耗的功率會變小BCA.U增大、I增大、P1增大C.U減小、I減小、P1減小D.U不變、I減小、P1不變B.U不變、I減小、P1增大[變式２]如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。S原來閉合，且R1=R2，現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I和用電器上R1的功率P1將分別是()D例2.(多選)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的兩個燈泡。當(dāng)輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時，兩個燈泡正常發(fā)光。下列說法正確的是(

)A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為3∶1C.此時a和b的電功率之比為1∶9D.此時a和b的電功率之比為1∶1AC[變式2](多選)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有完全相同的幾個燈泡。結(jié)果都可以正常發(fā)光。下列說法正確的是(

)A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為3∶1C.此時a和b的電功率之比為1∶9D.此時a和b的電功率之比為1∶1cdBD[變式３]鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2A。圖(b)中用同一電纜線繞了3匝，則()A.這種電流表能測直流電流,圖(b)的讀數(shù)為2.4AB.這種電流表能測交流電流,圖(b)的讀數(shù)為0.4AC.這種電流表能測交流電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6AD.這種電流表既能測直流電流,又能測交流電流，圖(b)的讀數(shù)為3.6AC[變式４]如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=3：1，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡L1（）A、也能正常發(fā)光B、較另三個燈暗些C、將會燒壞L1D、不能確定AL2L3L4n1n2~L1例３.一個原線圈多個副線圈的理想變壓器,原線圈匝數(shù)為n1,兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3,相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3,相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3,根據(jù)變壓器的工作原理可得:n1n2n3U1U2U3[變式５]某理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為55∶9，原線圈所接電源電壓的變化規(guī)律如圖所示，副線圈接有負載。下列判斷正確的是(

)A．輸出電壓的最大值為36V.B．原、副線圈中電流之比為55∶9C．該理想變