高二物理变压器 人教版

1、日常生活中的问题日常生活中的问题 ？ 1、各种交流电器设备所需电压相同吗？、各种交流电器设备所需电压相同吗？ 2、远距离输电线上的电压是发电机直接发出的吗？、远距离输电线上的电压是发电机直接发出的吗？ 家用电灯、洗衣机、电钣煲等用家用电灯、洗衣机、电钣煲等用220V，工，工 厂机床照明灯只需厂机床照明灯只需36V，电视机显像管需要，电视机显像管需要 10000V以上高压。以上高压。 大型发电机发出的电压有 10.5KV,13.8KV,15.75KV,18.8KV 而远距离输电采用110KV，220KV，330KV等 第四节第四节 变压器变压器 学习目标：学习目标： 1、知道知道变压器的构造。变

2、压器的构造。 2、理解理解变压器的工作原理。变压器的工作原理。 3、理解理解理想变压器的基本关系式，能应理想变压器的基本关系式，能应 用它们解决基本问题。用它们解决基本问题。 4、知道知道几种常见的变压器。几种常见的变压器。 一、变压器的构造一、变压器的构造 原线圈副线圈 铁芯 1、结构示意图、结构示意图2、变压器的符号、变压器的符号 1、从原线圈输入的电能是如何传给副线圈？、从原线圈输入的电能是如何传给副线圈？ 2、传输过程中能量是如何转换的？、传输过程中能量是如何转换的？ 3、变压器的铁芯起什么作用？、变压器的铁芯起什么作用？ 互感现象互感现象 电能电能磁砀能磁砀能电能电能 集中磁感线集中

3、磁感线 二、变压器的原理二、变压器的原理 在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应 现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。 建立建立 模型模型 在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情 况下，称为理想变压器况下，称为理想变压器 1、原、副线圈两端电压的关系、原、副线圈两端电压的关系 1 11 En t 2 22 En t U1 U2 n1 n2 E1 E2 11 22 En En 三、变压器的基本关系三、变压器的基本关系 1、原、副线圈两端电压的关系、原、副线圈

4、两端电压的关系 111 222 UEn UEn 2、原、副线圈输入与输出功率的关系 P入 入=P出出 3、原、副线圈中的电流关系、原、副线圈中的电流关系 P入= U1I1 P出=U2I2 12 21 In In 或 I1n1=I2n2 思考：以上三个关系式中物理量的决定关系？思考：以上三个关系式中物理量的决定关系？ 变压器有升压或降压之分变压器有升压或降压之分 例例1、一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，、一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中， 下列哪些物理量不一定相等下列哪些物理量不一定相等 （ ） A 交流电的频率交流电的频率 B 电流的有效值电流的有效值 C 电功率电功率 D 磁通

5、量的变化率磁通量的变化率 B 0 例例2.如图所示如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为理想变压器原、副线圈匝数比为4：1， 平行金属导轨与原线圈相连，当导体平行金属导轨与原线圈相连，当导体ab在匀强磁场中在匀强磁场中 匀速运动时，电流表匀速运动时，电流表A1示数为示数为12mA，则电流表，则电流表A2示数示数 为为_mA。 A1 A2 a b 例例3、关于理想变压器在使用中的判断，其中正确的、关于理想变压器在使用中的判断，其中正确的 是：（是：（ ） A 当副线圈提供电能的用电器有一部分停止工作时，当副线圈提供电能的用电器有一部分停止工作时， 原线圈两端电压保持不变；原线圈两端电压保持不变；

6、 B 当副线圈提供电能的电路中，并联更多的用电器，当副线圈提供电能的电路中，并联更多的用电器， 原线圈输入的电流随之增大；原线圈输入的电流随之增大； C 当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压；当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压； D 当副线圈与用电器断开时，原线圈两端无电压；当副线圈与用电器断开时，原线圈两端无电压； AB 同类变式题同类变式题 使用理想变压器给总电阻为使用理想变压器给总电阻为R的电路供电，变压器的电路供电，变压器 输入电压保持一定时，下列各项措施中，可以使变输入电压保持一定时，下列各项措施中，可以使变 压器的输入功率一定增加的是（压器的输入功率一定增加的是（ ） A

7、 增加变压器原线圈匝数，副线圈匝数和负载不变；增加变压器原线圈匝数，副线圈匝数和负载不变； B 增加变压器副线圈匝数，原线圈匝数和负载不变；增加变压器副线圈匝数，原线圈匝数和负载不变； C 增加负载增加负载R的阻值，原、副线圈匝数和负载不变；的阻值，原、副线圈匝数和负载不变； D 增加负载增加负载R的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减少。的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减少。 B 例例4、如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源、如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源 上，次级线圈接有一个标有上，次级线圈接有一个标有“12V 100W”的灯泡，已的灯泡，已 知变压器初、次线圈的匝数比为知变压器

8、初、次线圈的匝数比为18：1，那么小灯泡正，那么小灯泡正 常工作时，图中的电压表的读数为常工作时，图中的电压表的读数为_V,电流表的读电流表的读 数为数为_A V A 解：由可知：解：由可知： U1= n1U2/n2 =216V I1=P2/U1=0.46A 答：电压表读数为答：电压表读数为216V， 电流表读数为电流表读数为0.46A。 11 22 Un Un 同类变式题同类变式题:有一理想变压器在其原线圈上串一熔断有一理想变压器在其原线圈上串一熔断 电流为电流为I0=1A的保险丝后接到的保险丝后接到220V交流电源上，副线圈交流电源上，副线圈 接一可变电阻接一可变电阻R作为负载，如图所示，

9、已知原、副线圈作为负载，如图所示，已知原、副线圈 的匝数比的匝数比n1:n2=5:1,为了不使保险丝熔断，可变电阻的为了不使保险丝熔断，可变电阻的 取值范围如何？取值范围如何？ 解：最大输入功率：解：最大输入功率： 入 入 由由n1I1=n2I2知知 I2= n1I1 /n2 由由出 出 知知 出 出/ .8 答：可变电阻的取值范围答：可变电阻的取值范围8.8 。 知识拓展知识拓展 如果变压器有一个原线圈，有两个或两个以上副线如果变压器有一个原线圈，有两个或两个以上副线 圈那么它们的电压、功率、电流将满足什么规律？圈那么它们的电压、功率、电流将满足什么规律？ 12 12 . n n UUU n

10、nn 、功率关系、功率关系 、电压关系、电压关系 、电流关系：、电流关系：n1I1=n2I2+n3I3+nnIn P1=P2+P3+Pn 四、几种常见的变压器四、几种常见的变压器 、自耦变压器、自耦变压器 （）特点：铁芯上只有一个线圈，其中有一部分的线圈为原、（）特点：铁芯上只有一个线圈，其中有一部分的线圈为原、 副线圈共用。副线圈共用。 （）、自耦变压器可以升压，也可以降压。（）、自耦变压器可以升压，也可以降压。 （）、调压变压器是一种自耦变压器。（）、调压变压器是一种自耦变压器。 、互感器、互感器 （）电压互感器：并联接入电路、把高电压变为低电压、铁（）电压互感器：并联接入电路、把高电压变

11、为低电压、铁 壳和副线圈接地。壳和副线圈接地。 （）电流互感器：串联接入电路、把大电流变为小电流、铁（）电流互感器：串联接入电路、把大电流变为小电流、铁 壳和副线圈接地壳和副线圈接地 请同学们自学请同学们自学P223，思考它们的特点。，思考它们的特点。 A 分析：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原 线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流 必须将原线圈串联在火线中。选A。 例、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的例、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的 强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图 中，能正确反应其工作原理

12、的是（）中，能正确反应其工作原理的是（） AAAA 零线 火线 火线 零线 零线 火线 零线 火线 ABCD 基础训练基础训练 、有一个理想变压器、有一个理想变压器,原线圈原线圈1200匝匝,副线圈副线圈400匝匝,现在现在 副线圈上接一个变阻器副线圈上接一个变阻器R,如图所示如图所示,则下列说法中正确的则下列说法中正确的 是是 ( ) A .安培表安培表A1与与A2的 的示数之比为 示数之比为3:1 B .伏特表伏特表V1与与 V2的示数之比为的示数之比为3:1 C .当变阻器滑动头向下移动时当变阻器滑动头向下移动时,原线圈的输入功率将增加原线圈的输入功率将增加 D .原、副线圈的功率之比为

13、原、副线圈的功率之比为3:1 、如图、如图167,一理想变压器原、副线圈匝数比为一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,图图 中五只电灯完全相同中五只电灯完全相同,若若B、C、D、E都能正常发光，则都能正常发光，则 A灯灯 （ ） A .一定能正常发光一定能正常发光 B .比正常发光暗比正常发光暗 C .比正常发光亮比正常发光亮 D .一定被烧坏一定被烧坏 3、如图所示，理想变压器和三个定值电阻、如图所示，理想变压器和三个定值电阻R1、R2和和R3接接 在交流电源上，在交流电源上，R1=R3，若，若R1、R2和和R3上的电功率相等，上的电功率相等， 则则R1：R2=_,变压器原、副线圈的匝数比为

14、变压器原、副线圈的匝数比为 _. 1：4 2：1 4、理想变压器原、副线圈比为、理想变压器原、副线圈比为n1:n2=10:1,如图所示，如图所示， 在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式U1=220 sin(100t)V，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电 压表，下面说法正确的是（压表，下面说法正确的是（ ） A 电压表的示数为电压表的示数为22V； B 电压表的指针周期性左右偏转；电压表的指针周期性左右偏转； C 灯泡承受电压最大值是灯泡承受电压最大值是22V; D 输出交变电压频率为输出交变电压频率为5Hz. 2 U1V

15、 n1:n2=10:1 A 挑战高考挑战高考 5、如图在、如图在a、b两端与两端与e、f两端分别加上两端分别加上220V交流电交流电 压时，测得压时，测得c、d间与间与g、h间电压均为间电压均为110V，若分别，若分别 在在c、d间与间与g、h间加上间加上110V电压，则电压，则a、b与与e、f间间 电压分别为（电压分别为（ ） a b c d e f g h A 220V,220V B 220V,110V C 110V,110V D 220V,0 B 6、如图所示如图所示,一理想变压器的原副线圈分别由双线圈一理想变压器的原副线圈分别由双线圈 ab和和cd（匝数都为（匝数都为 n1）、）、ef

16、和和gh（匝数都为（匝数都为n2）组成，用）组成，用I1和和U1表示输入电流和电压，表示输入电流和电压，I2和和 U2表示输出电流和电压。在下列四种连接法中，符合关系表示输出电流和电压。在下列四种连接法中，符合关系U1/U2=n1/n2 , I1/I2=n2/n1的有的有 （ ） A .a与与c相连相连, b与与d相连作为输入端相连作为输入端; e与与g相连、相连、f与与 h相连作为输出端；相连作为输出端； B . a与与c相连相连, b与与d相连作为输入端相连作为输入端; f与与g相连、以相连、以e、h为输出端；为输出端； C . b与与c相连相连, 以以a与与d为输入端为输入端; f与与g

17、相连，以相连，以e、h为输出端；为输出端； D . b与与c相连相连,以以 a、d为输入端为输入端; e与与g相连、相连、f与与h相连作为输出端；相连作为输出端； AC 挑战高考挑战高考 构造：铁芯、原、副线圈构造：铁芯、原、副线圈 原理：原副线圈的互感现象原理：原副线圈的互感现象 变压比： 11 22 Un Un 变流比： 12 21 In In 功率比：P出：P入=1：1 理想变理想变 压器压器 常见变压器常见变压器 自耦变压器自耦变压器 互感器互感器 电流互感器电流互感器 电压互感器电压互感器 变压器变压器 当变压器原副线圈匝数比确定以后当变压器原副线圈匝数比确定以后,其输出电压其输出电压U2 是由输入电压是由输入电压U1决定的。决定的。 但若副线圈上没有负载但若副线圈上没有负载 ,