高三物理-第一輪復(fù)習(xí)變壓器

變壓器地址：南通中學(xué)一、變壓器的構(gòu)造1.示意圖

U1U2

∽n1n2∽原線圈副線圈鐵芯2.電路圖中符號n1n23.構(gòu)造：（1）閉合鐵芯（絕緣硅鋼片疊合而成）（2）原線圈：其匝數(shù)用n1表示（3）副線圈：其匝數(shù)用n2表示（4）輸入電壓：U1;輸出電壓：U2.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？鐵芯與線圈互相絕緣二、變壓器的工作原理----互感現(xiàn)象

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場能（變化的磁場）再到電能（U2、I2）轉(zhuǎn)化?！?/p>

U1U2n1n2∽原線圈副線圈鐵芯互感現(xiàn)象：在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。

閉合鐵芯實現(xiàn)了電能---磁場能---電能的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型------理想變壓器。即略去原、副線圈中的電阻和各種電磁能損失的變壓器。二、變壓器的工作原理----互感現(xiàn)象理想變壓器:1、穿過原副線圈的磁通量和磁通量的變化量時刻都相同2、每匝產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等三、理想變壓器的變壓規(guī)律原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：ΔΦΔtE1=n1ΔΦΔtE2=n2由此可得：E1E2=n1n2原線圈回路有：

U1?

E1=I1r1≈0則

U1=E1副線圈回路有：

E2=U2

+I2r2≈U2

則所以：U1U2=n1n2U1U2=n1n2理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比I1I2n1n2U1U2升壓變壓器：n2>n1U2>U1降壓變壓器：n2<n1U2<U1U2=E2三、理想變壓器的變壓規(guī)律理想變壓器有多組副線圈的情況：端電壓之比等于各個線圈的匝數(shù)之比U1n1=U2n2U3n3=Unnn=四、理想變壓器的變流規(guī)律問題：原副線圈的的電流間可能滿足何規(guī)律？1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率即:I1U1=I2U2所以I1I2=n2n1U2U1=2.理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比

變壓器工作時，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)當用較粗的導(dǎo)線繞制。這也是判定高壓線圈和低壓線圈的一種方法。I1I2=n2n1理想變壓器有多組副線圈的情況：I1n1=I2n2+I3n3+……+Innn四、理想變壓器的變流規(guī)律I1I2n1n2U1U2R輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系電源

U1U2n2n1I2P出P入I1I2U2RU2*輸入電壓U1和變壓比n1：n2決定輸出電壓的大小*輸出電壓和用電器電阻決定輸出電流I2的大小*輸出電流和變壓比決定輸入電流I1的大小*輸出功率決定輸入功率的大?。ㄏ嗤┪?、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？2.互感器

A電流互感器電壓互感器V

AB~n1n2C

如圖所示：ABC三只燈完全相同,使它們正常發(fā)光,求

n1:

n2?U1U2求

U1

:

U2?AV~R1R2SA.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

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：

例如圖示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為4:1，原線圈中的電阻A與副線圈中的負載電阻B阻值相等。ab端加一交流電壓U后，（1）兩電阻消耗的功率之比為多少？（2）兩電阻兩端電壓之比為多少？（3）B電阻兩端電壓為多少？n1n2BAUabU1解：設(shè)副線圈兩端電壓為U2、原副線圈電流分別為I1、I2I2R4UB

UA=I1R==4n2I1I2=n1=41IAIB=P1P2=I12RI22R=116（1）（2）UAUB=41U2n1n2BAUab（3）U1U2=n1n2=41UB=U2U=UA+U14UB=+4UB總結(jié)：注意變壓器的端電壓！

則UB=174U

在真空中速度v=6.4×107m/s的電子束連續(xù)地射入兩平行極板間，如圖所示，極板長度為L=8.0×10-2m，間距d=5.0×10-3m。兩極板不帶電時，電子束將沿兩極板之間的中線通過，在兩極板上加一個50Hz的交變電壓U=U0sinωt.如果所加電壓的最大值U0超過某電壓UC時，電子束將有時能通過兩極板，有時間斷而不能通過。（電子電量e=1.60×10-19C，電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg）（1）UC大小為多少？（2）U0求為何值時，才能使通過與間斷時間之比?t1

:

?t2=2:1?Ld.evLd.ev

故對于通過極板的電子來說，可認為場強是穩(wěn)定不變的，每個電子均做類平拋運動，則電子束不能通過兩極板間時有：解：（1）電子通過平行板所用時間L/vt=

=Lv8.0×10-26.4×107≈10-9s>>T=2×10-2s12y≥at2解得U0

=105VUC

=mv2d2eL2

=91V（2