高二物理变压器
(完整版)高二物理变压器
变压器、远距离输电【知识回顾】一、变压器1．定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器．说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流．2．构造：变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的．原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）．副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）．许多情况副线圈不只一个．二、理想变压器1．理想变压器是一种理想模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样．每匝线圈中所产生感应电动势相等．（2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象．（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象．说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理．2．理想变压器的变压原理变压器工作的原理是互感现象，互感现象即是变压器变压的成因．当变压器原线圈上加上交变电压，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量．这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象．在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比．3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置．4．理想变压器的基本关系（1）输出功率等于输入功率P 出＝P 入，U 1I 1＝U 2I 2．（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比，2121n n U U =．（3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈），1221n n I I =．（4）原副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同． 5．理想变压器的三个决定关系（1）理想变压器输出功率决定输入功率．当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化．若同时有多组副线圈工作，则U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋UnIn 成立．（2）理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定．无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足332211n U n U n U ==＝…．（3）理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流．原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大，当有几组副线圈时，原、副线圈中的电流关系为n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…，其中n 2、n 3…为工作的副线圈的匝数．说明：（1）理想变压器工作时，若增加负载，相当于负载电阻减小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大；若减少负载，相当于负载电阻增大，从而副线圈中的电流减小，此时原线圈中的电流减小；若副线圈空载时，副线圈中的电流为零，那么原线圈中的电流也为零．（2）原副线圈如果分别采用双线绕制，使原副线圈都是由两个线圈组合而成，当电流通过时，要根据在线圈中形成的磁通量方向确定其等效匝数．（3）接在原、副线圈回路中的电表均视为理想电表，其内阻的影响忽略不计． 三、几种常用的变压器 1．自耦变压器（1）自耦变压器的示意图如图所示．（2）特点：铁芯上只绕有一个线圈．（3）用途：可升高电压，也可降低电压．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图甲）；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图乙）．2．调压变压器（1）构造：线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，如图所示．（2）变压方法：AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2．3．互感器（1）用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流．（2）分类：①电压互感器如图所示，用来把高电压变成低电压．它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表．根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1/U2），可以算出高压电路中的电压．为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地．②电流互感器如图所示，用来把大电流变成小电流．它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表．根据电流表测得的电流I2和铭牌上注明的变流比（I1/I2）可以算出被测电路中的电流．如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地．四、远距离输电减小功率损失的方法：1．减小输电线电阻⑴选用电阻率较小的铜线或铝线⑵增大导线的横截面积 2．减小输电导线中的电流。
高二物理《变压器》教案3篇
高二物理《变压器》教案3篇高二物理《变压器》教案2中国民用供电使用三相电作为楼层或小区进线，多用星形接法，其相电压为220V，而线电压为381V(近似值)，需要中性线，一般也都有地线，即为三相五线制。
而进户线为单相线，即三相中的一相，对地或对中性线电压均为220V。
一些大功率空调等家用电器也使用三相四线制接法，此时进户线必须是三相线。
工业用电多使用6kV以上高压三相电进入厂区，经总降压变电所、总配电所或车间变电所变压成为较低电压后以三相或单相的形式深入各个车间供电。
一、知识目标1、知道三相交变电流是如何产生的．了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的．2、了解三相交变电流的图象，知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1／3周期．3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值（或为零）．4、了解三相四线制中相线（火线）、中性线、零线、相电压、线电压等概念．5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压．二、能力目标1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力．4、努力培养学生的实际动手操作能力．三、情感目标1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美教学建议教材分析三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解．但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题．三相交变电流在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解．教法建议1、在介绍三相交变电流的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生三相交变电流，它们依次落后1／3周期．三相交变电流就是三个相同的交变电流，它们具有相同的最大值、周期、频率．每一个交变电流是一个单相电．2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电．由于三个线圈平面依次相差120o角．它们达到最大值（或零）的时间就依次相差1／3周期．用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好．让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流．教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接．教学设计方案三相交变电流教学目的１、知道三相交变电流的产生及特点．２、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识．教具：演示用交流发电机教学过程：一、引入新课本章前面学习了一个线圈在磁场中转动，电路中产生交变电流的变化规律．如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈产生三个交变电流．这就是我们今天要学习的三相交变电流．板书：第六节三相交变电流二、进行新课演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机．它发出的电流叫单相交变电流．演示：三相交流发电机模型，提出研究三相交变电流的产生．板书：一、三相交变电流的产生１、三相交变电流的.产生：互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈各自产生交变电流２、三相交变电流的特点：最大值和周期是相同的．板书：三组线圈到达最大值(或零值)的时间依次落后1/3周期我们还可以用图像描述三相交变电流板书：三相交变电流的图像三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电，那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢？板书：二、星形连接和三角形连接1、星形连接说明：在实际应用中，三相发电机和负载并不用６条导线连接，而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接，这就是我们要学习的星形连接①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接（符号Ｙ）②端线、火线和中性线、零线从每个线圈始端引出的导线叫端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线．从公共点引出的导线叫中性线，照明电路中，中性线是接地的叫做零线．③相电压和线电压端线和中性线之间的电压叫做相电压两条端线之间的电压叫做线电压．我国日常电路中，相电压是220Ｖ、线电压是380Ｖ2、三角形连接①把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接（符号△）②相电压和线电压两条端线之间的电压就是其中一个线圈的相电压，所以三角形连接中相电压等于线电压．高二物理《变压器》教案3教学目标一、知识目标1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题.5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.二、能力目标1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.三、情感目标1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美.2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想.3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.教学建议教材分析及相应的教法建议1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的.变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.2、在分析变压器的原理时，课本中提到了次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的.这两个条件，都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场)，磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以，变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量.要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的'电压、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这一点尤其重要.当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论.3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助.4、变压器的电压公式是直接给出的.课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系，得到了 I1I2=U1U2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大.5、介绍几种常见的变压器，是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识6、电能的输送，定性地说明了在远距离输送电能时，采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要性.教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点：变压器工作原理及工作规律.2、难点：(l)理解副线圈两端的电压为交变电压.(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系.(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义.3、疑点：变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.4、解决办法：(l)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系.(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。
高中人教物理选择性必修二第3章第2节变压器
第三章 交变电流 第3节 变压器一、理想变压器及变压原理和规律1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 2．工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电．从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化．3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1n 2.当有n 组线圈时，则有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3…4．功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入＝P 出． 5．电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋….[特别提醒](1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的周期和频率． (3)理想变压器关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值或最大值．瞬时值和平均值不成立 (4)变压器的输入功率总等于所有输出功率之和（5）变压器匝数多的接高压，导线细；匝数少的接低压，导线粗 6．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例题1】如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b .小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________．流过灯泡b 的电流为________A.【答案】：10∶3 0.2[解析]根据P ＝U 2R 和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a＝P R＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A ＝0.3 A ，根据I 2＝I a ＋I b ，得流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.【例题2】如图，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小 【答案】C[解析]交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A 、B 错误．由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变，所以U 2不变．滑片P 向下滑动过程中，电阻变小，电流I 2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I 1变大，C 正确，D 错误，故选C.【例题3】.(多选)(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9【答案】：AD[解析]设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈2．(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后()A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变3．如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1＝n2，副线圈中接有定值电阻R.当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I′.那么I′与I的比值等于()A．4∶1B．1∶4C．2∶1 D．1∶24.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数为n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V5.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法不正确的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表A 1的示数为0.2 AC ．电流表A 2的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V6.如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2和ab 间电压应为( )A ．2∶1,25 VB ．2∶1,20 VC ．1∶2,25 VD ．1∶2,20 V7．如图甲、乙所示的电路中，当A 、B 接有效值为10 V 的交流电压时，C 、D 间电压的有效值为4 V ；当M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间的电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流电压，P 、Q 接4 V 直流电压，下列表示A 、B 间和M 、N 间电压的是( )A. 10 V ,10 VB. 10 V ,4 VC. 4 V,10 VD. 10 V,08、（多选）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值为U 0，如图所示，心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法正确的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 29.(多选)如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V 和10 A ，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则( )A ．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB ．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC ．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD ．乙图是电流互感器，输电电流是100 A10.（多选）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，滑动变阻器的滑动触头为Q .则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变小11.如图所示，理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”“12V ,12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光．求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.12．如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut 图象如乙图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.1．【答案】：C【解析】：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误．2．【答案】：AD【解析】：交流电源的电压有效值不变，即V 1示数不变，因U 1U 2＝n 1n 2，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电阻减小，I 2＝U 2R ，所以I 2增大．因I 1I 2＝n 2n 1，所以A 1示数增大，A 1与A 2示数的比值不变，A 对．3．【答案】：C【解析】：当电压由AC 端输入改为由AB 端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R 是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍．4.【答案】：A【解析】：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U 1＝512V ≈36 V ，按变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝9.0 V ，而实际上副线圈磁通量Φ2<Φ1，由U ＝n ΔΦΔt 得U 1n 1>U 2n 2，则应选A.5【答案】：C【解析】：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s ，所以频率为50 Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U 1U 2＝n 1n 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R ＝1 A, 故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 2I 1＝n 1n 2，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 项说法正确．6.【答案】：A【解析】：要使得L 1、L 2、L 3和L 4都正常发光，副线圈的电压应为10 V ．若L 1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的12，所以由I 2I 1＝n 1n 2可知n 1∶n 2＝2∶1，再由U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压为20 V ，U ab ＝U 1＋U L1＝25 V ，所以选项A 正确．7．【答案】：B【解析】：题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C 、D 作为输入端，A 、B 作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4 V 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比．但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流通过，M 、P 两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等．所以当P 、Q 接4 V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4 V ．如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．8、【答案】：ACD【解析】：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈的电流分别为I 1、I 2，R 2的功率为P ，则有P ＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于此时扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；此时大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确，故本题选A 、C 、D. 9.【答案】：AD【解析】：甲图是电压互感器，电表是电压表，故B 错误；根据匝数比U 1U 2＝n 1n 2，有U 1＝n 1n 2U 2＝1001×220V ＝22 000 V ，故A 正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I 1I 2＝n 2n 1，有I 1＝n 2n 1I 2＝101×10 A ＝100 A ，故D 正确．10.【答案】：BC【解析】：当P 的位置不动时，U 2＝n 2n 1U 1不变，将Q 向下移动，R 接入电路的阻值变大，由I 2＝U 2R 知I 2减小，故选项B 正确；保持Q 的位置不动，R 接入电路的阻值就不变，将P 沿逆时针方向移动，则n 2增多，U 2增大，所以I 2也增大，故选项C 正确．11.【答案】：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A 【解析】：(1)由于两灯泡均正常发光， 所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1 320匝n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3 所以P 入＝P 2＋P 3，即I 1U 1＝P 2＋P 3则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.12．【答案】：(1)u ab ＝400sin 200πt V (2)0.28 A(3)43【解析】：(1)由乙图知ω＝200π rad/s ， 电压瞬时值 u ab ＝400sin 200πt V. (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1≈0.28 A.(3)设ab 间匝数为n 1，根据变压器规律有 U 1n 1＝U ce n ce ，U 1n 1＝U den de ， 由题意有U 2ce R ce ＝U 2deR de ，联立可得n cen de＝R ce R de ＝43.。
高二物理必修之知识讲解 变压器 基础
变压器【学习目标】1．知道原线圈（初级线圈）、副线圈（次级线圈）的概念。
2．知道理想变压器的概念，记住电压与匝数的关系。
3．知道升压变压器、降压变压器概念。
4．会用1122U n U n =及1122I U I U =（理想变压器无能量损失）解题。
5．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点。
6．分析论证：为什么在电能的输送过程中要采用高压输电。
7．会计算电能输送的有关问题。
8．了解科学技术与社会的关系。
【要点梳理】要点一、 变压器的原理1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
是用来改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示）。
2．工作原理变压器的变压原理是电磁感应。
如图所示，当原线圈上加交流电压U 时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势。
如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势。
由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。
其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。
要点诠释：（1）在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象。
（2）互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。
（3）变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用。
要点二、 理想变压器的规律 1．理想变压器没有漏磁（磁通量全部集中在铁芯内）和发热损失（原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计）的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
要点诠释：（1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。
《高二物理变压器》PPT课件
连接如右图所示的电路，用
多用电表测出变压器的原.副线
圈两端电压，并试讨论变压器 V1
V2
原.副线圈两端电压的关系：
b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验
连接如右图所示的电路，用交
流电流表测出变压器的原线圈中 A1
A2
的电流和副线圈中的电流，并试
讨论通过变压器的原线圈中电流
和副线圈中电流的关系。编辑ppt
5
a.研究原副线圈两端电压关系的实验
次数 1 2 3 4 5
U1
V1
V2
实U验2 结论：原副线圈两端电压之比等于
这两个线圈的匝数比。
b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验
次数 1 2 3 4 5
A1
A2
A1
实验A2结论：原线圈和副线圈中的电流跟
它们的匝编辑数ppt 成反比。
6
2）理论分析法
原线圈
E1=
n1
t
U1
U2
副线圈
E2
=
n2
t
E1 n 1 E2 n2
而 E1 U1 E2 U2
所以：U 1 n1
U 2 n2
即： 原.副线圈两端电压之比等这两个线
圈的匝数比。 编辑ppt 与实验结论相同 7
实际变压器的效率都很高，特别是大型变压
器，效率可达97%-99.5%，所以理论研究时我
高中物理第二册（必修＋选修） 第十七章 第三节
《变 压 器》
熊勇
编辑ppt
1
1.几种常见的变压器
编辑ppt
2
2.变压器的结构和符号
U1
U2
电路符号
原线圈 铁芯 副线圈
3.3变压器(课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
(U1、I1)
(变化的磁场)
(U2、I2)
铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈
思考：若给原线圈接直流电压U1，能否得到副线圈电压U2?
不能，因为恒定电流无法产生互感现象。
线圈电阻发热
涡流现象发热
漏磁损失能量
能量损耗
特点：
无磁损、铜损、铁损
磁通量全部集中在铁芯内(不漏磁)
电能没有发热损耗
√
√
例2 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 ，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表 的示数为 ，则电流表 的示数为( )
A. B.0C. D.与负载的值有关
解析：当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流。
sssss
第3节 变压器
第3章
1.了解变压器的构造及工作原理(重点)。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)。3.掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系(重难点)。4.了解几种常见的变压器(重点)。
目 录
CONTENTS
长江三峡水电站
发电电压:20KV
输电电压：550KV
理想变压器
02
原、副线圈电压与匝数的关系
1.输入电压不变，原线圈匝数一定。（每格100匝）
1.输入电压不变，原线圈匝数一定。
原线圈匝数n1
副线圈匝数n2
输入电压U1(V)
输出电压U2(V)
400
4.25
400
4.25
400
4.25
200
800
1400
1.99
高二物理(人教版选择性必修二)-变压器
一、变压器的结构
1.构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成铁芯与线圈互相绝缘
一、变压器的结构
2.结构示意图
3.电路中的符号
或
原线圈 铁芯 副线圈
思考： 从变压器的结构可以看出，变压器的原、副线圈之间并没有用导线相接，那副线圈两端的电压是怎么产生的？
变压器
高二年级 物理
用电设备及对应的额定电压
不同设备所需的电压各不相同，如何使这些额定电压不是220V的用电设备都能正常工作呢？
变压器
变压器帮助我们解决了这么大的问题，那变压器结构究竟什么样子？
图1 图2 图3
次序
U1（V）
U2（V）
n1
n2
1
2
3
4
5
220
12.4
1600
100
220
53.2
1600
400
220
1.34
1600
10
220
2.70
1600
20
220
4.05
1600
30
三、实验探究
观察实验数据，将原、副线圈的匝数与电压进行比较，寻找它们之间的关系。 用尽量精炼的语言表述出来，如果可能，最好用数学关系式来表述。
1.34
1600
10
4
220
2.70
1600
20
5
220
4.05
1600
30
U1/U2
n1/n2
17.7
16
4.13
4
164
160
81.5
80
54.3
53.3
高二物理变压器原理课件
注意：
I1 n2 I2 n1
此公式仅适用于原、副线圈各一个。
三、几种常见的变压器 1.自耦变压器
U1 n1 n2 U2
n2 U2 U1 n1
P
U1 A B
U2
调压变压器
2、互感器
（1）电压互感器
思考： 原、副线圈的
匝数有什么关系？
v
（2）电流互感器
思考： 原、副线圈的
匝数有什么关系？
A
思考与讨论
讨论：怎样让电压升高或降低？
U1 n1 n2 U2
• n2>n1 时，U2>U1, 这种变压器叫做
升压变压器。
• n2<n1 时，U2<U1, 这种变压器叫
做降压变压器。
3、理想变压器
忽略了原、副线圈电阻和各种电磁能 损失的变压器叫理想变压器.
P1
P2
功率关系： P1 = P2
电流关系：
U1 n1 n2 U2
铁芯 副线圈
1）原线圈：跟电源相连. 2）副线圈：跟负载相连. 3）铁芯
结
构
U1 n1 n2 U2示意图电路
U1
U2
符
号
二、变压器的工作原理
U1
n1 n2 U2
1、互感现象
定义：在原、副线圈中由于有交变电流 而发生的互相感应的现象。
2、变压器的工作原理
U1 n1 n2 U2
电压关系： U1 n1 U 2 n2
小结11变压器的构造22变压器的工作原理33变压器的原副线圈的电压电流比与匝数比的关系44了解了几种常见的变压器
高二 物理 第十七章 第四节
变压器
在生产生活中，常常需要改变 交流的电压。
高二物理上学期变压器
（2）变压器原、副线圈功率的关系:
大型变压器铁芯中漏磁可以忽略不计，电能 没有通过电磁波辐射出去，铜导线绕成的线 圈电阻很小，不计导线上的热损，即无铜损。 硅钢片极薄，且彼此绝缘，由于电感产生的 涡流可忽略，即无铁损。所以大型变压器均 可认为是理想变压器，即无任何电能损失。
因此:
P入＝P出
变压器输入功率的大小随输出功率大小 变化而变化,副线圈消耗功率越大,原线 圈输入的功率就越大.
例3、(2000年北京、安徽春季高考题)如 图14-15所示,理想变压器的原副线圈匝数 之比n1∶n2=4∶1原线圈回路中电阻A与副 线圈回路中负载电阻B相等.a、b端加一定 交流电压后,两电阻消耗的电功率之比 PA∶PB= ,两电阻两端电压之比 uA∶uB= .
4.如图14-18所示是一个理想变压器,K为 单刀双掷电键,P是滑动变阻器滑动触 头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线 圈上的电流强度,则( )
A．当线圈1输入电压220伏时，线圈2输出电压为110伏。 B．当线圈1输入电压220伏时，线圈2输出电压为55伏。 C．当线圈2输入电压110伏时，线圈1输出电压220伏。 D．当线圈2输入电压110伏时，线圈1输出电压为110伏
(4)如何计算用双线绕制的变压器的电压比？
例如图15所示，一理想变压器的原、副线圈分 别由双线圈ab和cd（匝数都是n1）、ef和gh （匝数都是n2）组成，用I1和U1表示输入电流和 电压，I2和U2表示输出的电流和电压。在下列 二种连接法中，电压和电流比为多少?
1．介绍变压器的构造 : 原线圈：跟电源相连，用绝缘线绕成的 副线圈：跟负载相连，用绝缘线绕成的 闭合铁芯:是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合 而成。防止涡流造成能量损失.
1
变压器-高二物理课件(人教版2019选择性必修第二册)
变压器原、副线圈电压与匝数的关系
理论推导（理想变压器）
原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：
E1
n1
t
E2
n2
t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1 E1
U 2 E2
E1 n1 E2 n2
U1 n1 U 2 n2
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
理想变压器的能量转化：
理想变压器的输出功率等于输入功率
变压器能输送电能是利用了电磁感应。在原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场，即电场的 能量转变成磁场的能量；通过铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，于是在副线圈上产生 了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（ BD）
A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1 C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
9．如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图 像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线 圈Ⅱ的匝数比为5:1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R=1Ω，其他各处
互感器
电 压 互 感 器
V
使用时把原线圈与电路并联， 原线圈匝数多于副线圈匝数
电 流 互 感 器
A
使用时把原线圈与电路串联， 原线圈匝数少于副线圈匝数
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
高中物理选修3-2-变压器
变压器知识元变压器的构造和原理知识讲解变压器的原理1．变压器的结构和特点（1）结构：主要由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
.铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。
原线圈：也叫初级线圈，其匝数用n1表示副线圈：也叫次级线圈，其匝数用n2表示输入电压：U1输出电压：U2（2）特点：原线圈与交流电源相连，副线圈与负载相连。
2．变压器的工作原理及变压规律（1）互感现象交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，当副线圈两端连接负载并闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生互相感应的现象。
（2）工作原理电磁感应是变压器的工作原理，即互感现象是变压器工作的基础。
（3）能量转换由于这种互感现象，原、副线圈虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。
其能量转换方式为：原线圈电能磁场能副线圈电能。
变压器的种类几种常见的变压器（1）自耦变压器：又称为调压变压器，自耦变压器，它只有一个线圈，把全部线圈作为原线圈或副线圈，线圈的一部分作为副线圈或原线圈。
由此自耦变压器可以降压，也可以升压，变压器的基本规律对自耦变压器均适用。
（2）电压互感器：用来把高电压变成低电压或者用来测量交流高电压，使用时，把原线圈与被测电路并联。
如图甲所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。
互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。
（3）电流互感器：用来把大电流变成小电流或者测量交流大电流，使用时，把原线圈与被测电路串联。
如图乙所示，原线圈串联在待测高电流电路中，副线圈接电流表。
互感器将大电流变为小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出高电流电路中的电流。
理想变压器的规律1．理想变压器理想变压器是实际变压器的近似。
理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样，每匝线圈中所产生感应电动势相等。
人教版(新)高二物理选择性第二册第三章变压器(21张)-PPT优秀课件
• 电力变压器可分为: 升压 变压器、降压变压器、配 电变压器、联络变压器等
电力变压器外形
变压器内部
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电源用变压器
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人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
电源隔离变压器
人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
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人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
自耦调压器
人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT) 人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
原、副线圈之间的电压关系
U1 U2
n1 n2
（1）n2＞n1 时，U2＞U1，称升压变压器 （2）n2＜n1 时，U2＜U1，称降压变压器
变压器原、副线圈电流与匝数的关系
I1 n 2
I2
n1
以上结论仅限于副线圈只有一个的情况，但
无论有几个副线圈，对理想变压器，P入＝P
出恒成立。
变压器的分类
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人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
树脂浇注干式变压器
人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
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人教版（2019） 高二物理 选择性第二册 第三章 第三节 变压器(共21张PPT)
人教版高二物理选择性必修第二册变压器课件(共23张PPT)
想一想
某同学类比一个原线圈、一个副线圈的 理想变压器的规律得出右图理想变压器 中电压与匝数的关系为
U1:U2:U3=n1:n2:n3 电流与匝数的关系为 I1:I2:I3=n3:n2:n1 请判断正误，说明理由
原、副线圈中感应电动势分别为：
Δ
E1=n1 Δt
E2 =n2
Δ
某同学类比一个原线圈、一个副线圈的理想变压器的规律得出右图理想变压器中电压与匝数的关系为 某同学类比一个原线圈、一个副线圈的理想变压器的规律得出右图理想变压器中电压与匝数的关系为
想一想
人之所以异于禽者，唯志而已矣!
学做任何事得按部就班，急不得。 志不立，如无舵这舟，无衔之马，漂荡奔逸，终亦何所底乎。
人之所以异于禽者，唯志而已矣!
顶天立地奇男子，要把乾坤扭转来。
I1:I2:I3=n3:n2:n1 志不立，如无舵这舟，无衔之马，漂荡奔逸，终亦何所底乎。
U1 : U2 : U3=n1 : n2 : n3 哪一部分相当于原线圈？哪一部分相当于副线圈？ 1、为何题中说“当用电器增加时，相当于R的值减小”？ 丈夫四海志，万里犹比邻。 丈夫四海志，万里犹比邻。 3、这个装置怎么改造就可以测大电流？
守恒思想
燕雀安知鸿鹄之志哉。 沧海可填山可移，男儿志气当如斯。 贫穷是一切艺术职业的母亲。 大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎?
程，你能否设计一个装置使得这个电压能够被测 古之立大事者，不惟有超世之材，亦必有坚忍不拨之志。
壮志与毅力是事业的双翼。 天才是由于对事业的热爱感而发展起来的，简直可以说天才。
想一想
1、这个装置能测量导线1中的
电流？你能说说原理吗？
1
2、这个装置能测大电流还 是小电流？
新人教版高二物理选择性必修第二册 第三章第3节变压器(共16张PPT)
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
任务三 探究变压器铁芯的作用
1、想一想,如果没有铁芯的话，当原线圈接交流 电压的时候，副线圈有感应电压吗？ 2、观察实验，你看到了什么现象？你能解释这一 现象的原因吗?
变压器是一个电能传输装置，变压器原副线圈中 的“电能”是通过铁芯中的“磁”来相互联系的 ，铁芯起 “导磁”作用，铁芯内部有磁场，磁场 有能量。变压器中闭合铁芯提供磁路，磁感线经 过铁芯构成磁回路，减少漏磁损耗，所以铁芯可 以减少能量损失。
需改变电压，以适应各种不同电压的需要
任务一 认识变压器的构造
1、自己动手拆开桌上的可拆变压器，观察 变压器的构造。 2、完成学案： （1）构造：变压器由 和 组成； （2）变压器的示意图和符号 （3）认真观察变压器，你还发现了哪些结 构特点？
一、变压器的构造
铁芯
1.构造：
（1）闭合铁芯
（2）原线圈(初级线圈)
7.．作者选择一个诗意场景和象征性 物象，“花开、 微风、 花香”， 渲染一 种美好 的氛围 ，暗示 人们对 美好事 物的向 往和追 求，结 尾再次 照应渲 染升华 主题， 达到“妈妈”和 “花”互 喻的效 果。文 字诗意 灵动， 唤起读 者的审 美感受 ，暗示 并赞美“妈妈”最善最 美的心 灵
8．这个镜头写出了人间父爱最动人的 地方， 为了孩 子，做 父亲的 愿意牺 牲自己 的一切 ，愿意 承担一 切的辛 酸痛苦 ，表现 出父爱 的无私 、隐忍 、深厚 ，令人 感动。
任务四 探究变压器的变压规律
1、结合变压器结构和前面的实验,思考变压器的输 出电压U2与哪些因素有关？ 2、如何设计实验验证你的猜测？
实验注意事项： 1、为确保人身安全，只能使用低压交流电源,所用电压不超 过12V；通电时不要用手接触裸露的导线与接线柱等； 2、连接好电路,请老师确认无误后,方可接通电源进行实验; 3、为确保电表安全，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合适的挡位进行测量. 4、每个小组按要求探究U2与其中一个因素的关系（如果时间 富裕，可以再继续进行与其他因素的关系探究）
3.3变压器 课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
③交变电流产生的磁场也不可能完全
局限在铁芯内，
理想变压器：无三损
无铜损
(2)特点：
无磁损
无铁损
理想化
实验结论
在实验误差允许的范围内，原、副线圈
的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，
即
U 1 n1
U 2 n2
三、变压规律
之结论1
理想变压器无磁损，原、副线圈的磁通
量都是。
∆
1 = 1
∆
也可写成：
U1I1=U2I2
P出= P入
率(P1).
结合公式：
得出：
结论3：理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。
注意: 匝数比一定时，副线圈的电
流(I2)决定原线圈电流(I1).
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。
例1、一台理想变压器的输出端仅接一个标
理论分析：
1
E1 n1
t
2
E2 n2
t
E1 n11
E 2 n2 2
若不考虑原副线圈的内阻有 ：
U1=E1
U2=E2
n1
U1 n11
U 2 n2 2 n2 /2
例 5．如图所示为某变压器对称铁芯的示意图，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通
量都只有一半通过另一线圈，另一半通过中间的臂．原线圈匝数 n1=10 匝，副线圈匝数
灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流
为（
A． A
）
B． A
变压器课件(高二物理公开课)
变压器在电力系统中的作用
总结词
变压器在电力系统中实现电压变换、系统联络和无功补偿等功能的作用。
详细描述
变压器在电力系统中扮演着重要的角色，它能够实现电压的升高或降低，以满足不同设备和用电负荷 对电压的需求。同时，变压器还可以实现不同电力系统之间的联络，提高电力系统的稳定性和可靠性 。此外，变压器还用于无功补偿，以提高电力系统的功率因数和减少线路损耗。
变压器的冷却方式与噪声水平
冷却方式
变压器散热的方式，通常有自然冷却、强制 风冷、水冷等几种方式。冷却方式的选择会 影响变压器的散热性能和使用寿命。
噪声水平
变压器在工作时产生的声音大小，通常以 dB或dB(A)表示。噪声水平关系到变压器的 运行稳定性和对周围环境的影响。
04
CATALOGUE
变压器的应用与维护
变压器在电力系统中的应用
电压变换
变压器是电力系统中重要的电压 变换设备，通过变压器可以将发 电机的输出电压升高或降低，以
满足输电和用电的需求。
电流和阻抗匹配
变压器可以改变电流大小和阻抗， 使得电力系统的各个环节能够匹配 ，提高电力传输和分配的效率。
隔离和保护
变压器可以隔离电源和用电设备， 减少设备间的相互干扰，同时也可 以起到保护作用，防止过电压、过 电流等对设备的损害。
变压器在新能源领域的应用前景
风力发电
大型风力发电机的升压和 降压需要高性能的变压器 。
太阳能发电
光伏电站的逆变器和变压 器是实现稳定供电的关键 设备。
核能发电
核电站需要特殊设计的变 压器来满足安全和稳定运 行的要求。
变压器在智能电网中的作用与挑战
3.3 变压器 (教学课件)-高二物理人教版选择性必修二
二、变压器的变压规律
几个因果关系：
I1 （3）输入功率P1由输出功率P2决定；
理想变压器将电能由原线圈传 给副线圈时总是“量出为入”，
U1
n1
即用户消耗多少，原线圈就提
供多少，因而输出功率决定输
入功率。
I2 n2 U2
二、变压器的变压规律
注意：
(1)变压器只改变交变电流的电压， I1 不改变交变电流的周期和频率；
I2 n2 U2
二、变压器的变压规律
几个因果关系：
（2）I2由U2和负载决定； I1由I2和匝数比决定；
I2
U2 R
I1
n2 n1
I2
I1 U1 n1
I2 n2 U2
在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全 确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小； 当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。
一、变压器的原理
5.理想变压器：
若工作时，变压器磁通量的漏失和能量损 失忽略不计。即副线圈的输出功率等于原 线圈的输入功率，这样的变压器就是理想 变压器。
理想变压器
1 2
P入＝P出
二、变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应电 动势分别是：
E1 n1 t E2 n2 t
由于 (原 副)
I1 U1 n1
【自主解答】 (1)根据原、副线圈间电压与匝数 的关系，
由U1＝n1得 U2 n2
n2＝UU21n1＝2620×1100＝30(匝)，
n3＝UU31n1＝211200×1100＝550(匝)．
(2)设原线圈输入电流为 I1，由 P 入＝P 出得：
I1U1＝I2U2＋I3U3＝P2＋P3，
I1＝P2U＋1P3＝202＋2060 A≈0.36 A.
高二物理选修3-2变压器知识点
高二物理选修3-2变压器知识点变压器是一种通过电磁感应原理来改变交流电压的电器设备。
它由两个或更多个绕组组成，通过磁场的相互作用，将输入的电压转换为输出的电压，实现电能的传输和分配。
下面将介绍变压器的构造和工作原理，以及其在实际应用中的特点和用途。
一、变压器的构造和工作原理1. 主要部件变压器主要由铁心、一次绕组、二次绕组和外壳构成。
铁心是变压器的核心部分，由硅钢片叠压而成，既可以减小铁损耗，又能提高磁路的连续性，从而增强电磁感应效应。
一次绕组和二次绕组分别位于铁心上的两侧，它们由导线缠绕而成。
一次绕组接入输入电源，二次绕组则输出电压给负载。
外壳通常由绝缘材料制成，以保护绕组和铁心，同时还具有隔离和防护的作用。
2. 工作原理变压器的工作原理基于互感现象和法拉第电磁感应定律。
当一次绕组中通过交流电流时，会在铁芯中产生磁场。
由于二次绕组与一次绕组紧密相连，所以磁场会穿透到二次绕组中，感应出电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当二次绕组上的电动势发生变化时，会在电路中产生感应电流。
这个感应电流通过外部电路，为负载提供所需的电能。
通过改变一次绕组和二次绕组的匝数比例，可以实现输入电压与输出电压之间的转换。
如果二次绕组的匝数大于一次绕组的匝数，则输出电压将增大；相反，如果二次绕组的匝数小于一次绕组的匝数，则输出电压将减小。
二、变压器的特点和用途1. 特点(1) 可以实现电压的升降。
通过变压器，可以将高电压降低为适合家庭使用的低电压，也可以将低电压升高为适合输送远距离的高电压。
(2) 仅适用于交流电。
由于变压器的工作原理基于电磁感应，所以只能传输和转换交流电。
(3) 效率高且损耗低。
由于变压器的传输过程中没有机械连接，仅通过磁场的感应作用，所以能量损耗较小。
一般情况下，变压器的效率可以达到95%以上。
(4) 体积小、重量轻。
相对于其他类型的电源转换设备，变压器的体积和重量较小，便于携带和安装。
2. 用途(1) 电力输配。
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4.2V 4.4V 5.3V 4V—6V 36V 几万伏
12V 3000V
但我们国家民用统一供电均为220V,那么如何使这些 额定电压不是220伏的电器设备正常工作的呢?
讨论:
现有一个10伏的交流电源，一个6伏的灯泡，请同 学们根据所学过的知识分析如图电路能否让灯泡正常工作。 说说它的优缺点.
推导：P入＝P出 又：U1/U2=n1/n2 I1 U1 ＝I2 U2 得：I1/I2=n2/n1（I1n1=I2n2）
变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流 跟它们的匝数成反比． 注意：电压高的线圈匝数多，通过的电流小，可以用 较细的导线绕制， 电压低的线圈匝数少，通过的电流大，应当用 较粗的导线绕制。
例2
如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若 灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1（ A ） A、也能正常发光 L1 B、较另三个灯暗些 n1 n2 L2 L3 L4 C、将会烧坏 D、不能确定
L
例3
如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈440 匝，并接一个100Ω 的负载电阻若把原线圈接在220V 44 交流电源上，则电压表示数为____V, 电流表示数 0.44 为_____A 若上面接的是220V恒定 电流电源 电压表示数 0 V, 电流表示数 0 A
三、理想变压器的变压规律
设：原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2 穿过线圈的磁通量的变化率为△Φ /△t 则：原线圈的电动势为E1＝n1△Φ /△t 副线圈的电动势为E2＝n2△Φ /△t 得： E1/E2＝n1/n2 又因为不考虑线圈内阻：U1＝E1 U1/U2=n1/n2 U2 ＝E2
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比 当n2>n1时:u2>u1 （升压变压器）； 当n2<n1时:u2<u1 （降压变压器）。
问题：
1、变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
不相通，彼此是绝缘的
演示:变压器闭合铁芯的导磁作用
2、变压器原、副线圈不相通，那么在给原线圈接 交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？
二、变压器的工作原理：（互感）
原线圈中交变电流→铁芯中产生交变磁通量→副线圈中产生 感应电动势 E2 副线圈中交变电流→铁芯中产生交变磁通量→原线圈中产生 感应电动势 E1 1、能量转化： 电能→磁场能→电能
2、理想变压器： （1）变压器铁芯内无漏磁 （电能完全转化） （2）原、副线圈不计内阻 （线圈不发热）
:
理想变压器的变压规律
演示:定性探究变压器电压与匝数的关系 同学们想想:要定量探究变压器电压与匝数的关系 要用什么方法? 控制变量法
阅读课本P68页的实验与探究
1、需要那些器材：可拆变压器1个；交流电压表2个；
变压器的原副线圈的电流I1、I2之间又有什么关系呢？ 提示：实际的变压器正常工作时，有一部分能量损失， 但是损失不超过百分之几，像大型的变压器的效率能达 到97％—99.5％，这样的变压器我们可以认为是理想变 压器，即它们的输入电功率等于输出的电功率
P入＝P出
请同学们推道出理想变压器的变流规律
四、理想变压器的变流规律：
例1
关于变压器的构造和工作原理，以下说法正确的是 ( ACD ) 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，是为了防止将原、副线 圈短路，造成危险. C.变压器不改变交流电的频率，只改变电压 D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈 也有电压输出.
A. 12V B. 3V C. 0V D. 无法判断 2.一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流 电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯 泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____ 180，通过原线圈 的电流 I1 =______ 3A 。
解：
U1 n1 U2 = n2 P2 I2 = U2
220 1100 = n 36 2
n2=180
n2 n2 P2 180×11×60 =3A I 所以：I1 = = = 2 n1 n1 U2 1100×36
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内壁之前,鞠言略微の有些犹豫.鞠言当然是想得到黑月大王の黑月至宝,可是想进行奎安大王の考验,还需要立下誓言才行.“好在,呐誓言の约束性并不是很大,俺の自由几乎不受影响.奎安大王,只是要立下誓言者,在有能历之后,夺回黑月混元空间.呐个有能历,是很宽泛の范畴,反正现在の 俺,距离那个有能历肯定是差了拾万八千里.”鞠言寻思着.也就是略微犹豫了一下.呐样の机会,鞠言又如何能错过呢?先不说外面还有红叶大王等着杀他,就算没有红叶大王の威胁,鞠言也不能轻易错过呐等机会.所以略微迟疑,鞠言便决定立下誓言.“呐誓言,该如何立,难道就是对着呐面内 壁将誓言说一遍?”鞠言皱了皱眉,口中嘀咕.“试试看！”反正尝试一下,也不会对自身有哪个损失.鞠言将自身立誓需要说の话,郑叠の对内壁说了一遍,然而内壁毫无反应.“看来,并不是呐样立下誓言の.”鞠言摇摇头.“用申念?嗯,方才俺得到奎安大王所留信息,就是用申念接触内壁.” 转念中,鞠言便酝酿了一下,而后轻轻催动申魂历,将包含誓言信息の申念,覆在内壁之上.“嗡！”果然,当鞠言申念与内壁再次接触,随着一声细微声响传出,内壁の表面,顿事有淡淡の光晕闪烁起来.紧接着,鞠言便感到一股道则历量从内壁涌出,将他全身覆盖.第八更！感谢‘坑货无极限’ 两千书币打赏！感谢‘霸气侧漏’‘OBY’一零零书币打赏！感谢‘钢哥’‘沉睡の梦’‘幸福一生’‘云想衣裳花想容’の打赏！(本章完)第三零九伍章量身定做内壁之上,刚刚涌出道则历量,鞠言便瞬息感知.不过,呐股道则历量中并不蕴含任何攻击威能,所以鞠言并没有催动自身の历量 抵抗呐股能量.内壁涌动而出の道则历量,顺利覆盖住鞠言の身躯.下一刻,鞠言便消失在内壁之前.恍惚之间后,鞠言发现自身已经处于一个空间之内.鞠言立刻就看到,在自身の头顶上方,悬浮着一个黑色の物件.呐黑色物件,气息极度惊人,带着难以想象の恐怖威压.“莫非,那就是黑月大王の 至宝?”鞠言心中揣测.他已经发现,自身上方悬空の黑色物件,其实就是在进入黑月遗址之前,在善王们面前出现过の黑色弯月.只是在外界の事候,众人看到の是黑色弯月,而在呐里面,鞠言看到の是黑色圆月.没等鞠言思虑更多,空间内出现一股淡淡の轻微の申魂波动.而后,鞠言看到身前不 远处,有一人影逐渐显现出来.呐人影是申魂体,并不是实体.而且,鞠言感知判断,人影只是一缕残魂而已,怕是连完整申魂体百分之一の强度都没有.呐样の残魂,自是不可能对鞠言产生威胁.“有缘者,欢迎来到俺の考验空间,俺是奎安大王.”残魂开口对鞠言说道.当残魂凝现事,鞠言自是趁 机观察.呐残魂身穿宽大の银色长袍,头戴桂冠,目光威严,是一个中年模样の形象.残魂自称为奎安大王,看来应是奎安大王留下の申魂体残魂.“见过前辈.”鞠言躬身对奎安大王残魂见礼.奎安大王の残魂只是看着鞠言,继续说道：“有缘者你进入考验空间,说明你已立下誓言.”奎安大王の 残魂,是以一种述说の方式在传递信息,并不与鞠言互动.由此推断,奎安大王留下の,确实是只蕴含极少量申魂历の一缕残魂,已是没有了智慧.“有缘者想要得到俺主黑月大王の宝物,需在立下誓言后,完成俺留下の考验.通过,便可得到俺主の至宝.”奎安大王残魂继续说道.鞠言先前在草房 の事候,从内壁上得到の信息,奎安大王就已经说得很清楚,有缘者想要获得黑月大王の至宝,需满足两个条件.第一个条件是立下誓言,第二个条件则是需要通过考验.“呐里有两条道则,有缘者需要在三年之内,将呐两条道则领悟并且能够掌控使用.”奎安大王の残魂轻轻挥了下手臂,在他不 远处の空间内,便出现了两条凝现の道则之历.鞠言下意识の转目看向呐两条凝现の道则.“三年内,参悟成功,便为通过考验.参悟失败,则考验不能通过.”奎安大王残魂毫无感情の声音继续响起.鞠言虽然尚未感应呐两条道则,但也知道,呐两条道则必定都是至高级别の道则.如果是寻常の道 则之历,那以善王の能历,参悟并不是难事.而至高道则,难度可就大了,一般の善王想参悟一条道则,也需要漫长の事间耗费大量の精历.“有缘者,现在你便能够开始对道则进行参悟了.事间,即刻开始计算.”奎安大王の残魂,将呐句话说完后,便逐渐变得淡薄,最后全部消失在鞠言面前.“只 有三年事间.”“事间很紧,俺先看看呐两条道则の难度.”鞠言也不耽搁,立刻便上前接近了一些至高道则,而后放出申念,感知道则.由于呐两条道则是凝现の,所以感知很容易,别说鞠言,就是一个善尊境界の修行者,也能感知到呐两条道则.然而,能感知到是一回事,参悟又是一回 事.“咦?”“呐……”当鞠言の申念,分别与两条道则接触后,他の表情就猛の一变.“黑白道则?呐两条道则,居然一条是黑道则,一条是白道则.”鞠言确实没有想到,两条道则会分别是黑白两种道则.两条道则,确实是至高级别の道则.“呐考验,简直是给俺量身定做の一般！”鞠言随即心中 生出喜悦の情绪.在暗混元空间,无数の修行者,上到混元无上级,下到弱小の普通修行者.他们所修行の、参悟の,全部都是黑道则.能够说,他们对白色道则毫无了解.如果呐里の白色道则,只是普通级别の道则之历,那混
演示:变压器能改变直流电吗?
小结： 1.变压器的结构和工作原理 2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律
U1 n1 U2 = n2 由P入=P出得出： I1 n2 I2 = n1
随堂练习
1.理想变压器的原线圈和副线圈数之比为2：1，如果将原线 圈接在6V的电池组上，稳定后副线圈电压是： （ c ）
滑动变阻器1个； 学生电源1个；导线若干。
2、电路图:
400匝
1400匝
800匝
200匝
3、数据记录:
数字电表
数字电表
3、数据记录
2 8 14 2/1 1/2 2/7
4、结论： 理想变压器原副线圈的端电压之比
U1 n1 等于这两个线圈的匝数比，即： U = n2 2 下面我们从理论上来推导变压器的变压规律