人教版高中物理 变压器
新教材人教版高中物理 精品资料第2讲 变压器 电能的输送
第2讲变压器电能的输送一、理想变压器1．构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
图1(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．原理：电磁感应的互感现象。
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的个数无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1I2＝n2n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋I n U n或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋I n n n频率关系f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)4.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。
图2(2)互感器电压互感器(n1＞n2)：把高电压变成低电压，如图丙所示。
电流互感器(n1＜n2)：把大电流变成小电流，如图丁所示。
二、电能的输送如图3所示。
图31．输电电流：I＝PU＝P′U′＝U－U′R。
2．电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR 3．功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝(P U) 2R4．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R。
由R＝ρlS知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。
(2)减小输电线中的电流。
在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。
【自测采用220 kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为()A．55 kV B．110 kVC．440 kV D．880 kV答案 C解析设输送功率为P，则有P＝UI，其中U为输电电压，I为输电电流。
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.。
高中物理5.4变压器课件新人教选修(1)3-2
1.变压器 知道变压器的构造及几种常见的变压器,理解变压器的工作原理, 了解变压器在生活中的应用。 2.理想变压器的基本规律 通过实验,探究理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,电 流与匝数的关系。了解理想化模型在物理学研究中的重要性。能 够运用理想变压器的基本规律分析、解决相关问题。
1
2
1.变压器的原理 (1)变压器的构造
1
2
(2)变压器的示意图及符号
1
2
(3)变压器的工作原理 互感现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、方向不 断变化,在铁芯中激发的磁场也不断变化,变化的磁场在副线圈中 产生感应电动势。 (4)变压器的作用 能改变交变电流的电压,不能改变交变电流的周期和频率。(均 选填“能”或“不能”)
1
2
3
(2)电动势关系
由于互感现象中没有漏磁,原、副线圈中具有相同的磁通量的变 化率
Δ������ , 如图所示, 根据法拉第电磁感应定律 , 原线圈中������1 Δ������ Δ������ ������1 ������2 , 所以有 Δ������ ������2
= ������1
������ , ������
=
������2 ������1 ,由 ������1 ������2
=
������1 ������2
1
2
3
温馨提示 a.由
������1 ������2
=
������2 知 ,对于只有一个副线圈的变压器:电流与 ������1
匝数成反比。因此,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。 b.变压器的电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立, 而电流关系只适用于有一个副线圈的变压器。若为多个副线圈 ,电 流关系要从功率关系(输入功率总等于输出功率 )得出 ,即 U1I1=U 2I2+U 3I3+… ,根据 n1I1=n2I2+n3I 3+…
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 3 变压器 第2课时 变压器
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
答案 C
解析 通有正弦式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,原、副线圈的磁通量相等,
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
易错辨析判一判
(1)理想变压器能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率。
(
答案 √
(2)变压器能改变交变电流的电压,也能改变恒定电流的电压。(
答案 ×
解析 变压器不能改变恒定电流的电压。
(3)理想变压器的输入功率和输出功率相等。(
答案 √
)
)
)
即学即用练一练
一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流。已
)
答案 ×
解析 变压器输出的电流的大小与原线圈输入的交变电流频率无关。
(4)理想变压器有多个副线圈时,输入功率和输出功率也相等。(
)
答案 √
解析 理想变压器是忽略能量损失的变压器,根据能量守恒定律,理想变压
器有多个副线圈时,输入功率和输出功率也相等。
即学即用练一练
(多选)一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中,下列物理量一定相等
=
n2
;
n1
I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
频率关系
f1=f2(变压器不改变交变电流的频率)
特别提醒
(1)输入功率等于输出功率,即P1=P2。
(2)由能量守恒有 P1=P2,即
1
变压器(教学课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
新课引入
情景展示
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220V的电器设备正常工作的呢？
用电器 随身听
额定工作电压 3V
用电器
额定工作电压
机床上的照明灯
36V
扫描仪 手机充电器
录音机
12V 4.2V 4.4V 5.3V
6V 9V 12V
防身器 黑白电视机显像管 彩色电视机显像管
甲 A.电压表读数为282.8 V
C.输入功率为56.4 W
乙 B.电压表读数为28.28 V
D.输入功率为40 W
典例探究
考点一：理想变压器的工作原理及基本规律
解析:由题图乙可知,Um=282.8 V,则输入电压有效值 U1=U2=200.0 V。
根据
U1 U2
=
nn12知,U2=20
V,再根据II12
上交流电压u,其瞬时值表达式为u= 220 2sin 100πt (V),现把单刀双掷开关与a连接,
则( )
理想变压器中各量的制约关系理想变
A.电压表的示数压为器22中V 各量的制约关系理想变压器中
B.流过滑动变阻各器量的的电流制的约方关向系每秒改变100次
C.在滑动变阻器的滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变大
课堂合作探究
知识点一：变压器的原理 2.示意图
3.电路符号
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
课堂合作探究
知识点一：变压器的原理 问 那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产 题 生的？
∽ U1
n1 n2
U2 ∽
原线圈接 交变电流
原线圈中产生 交变磁场
新教材2023高中物理第三章交变电流3.3变压器课件新人教版选择性必修第二册
探究二 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
问题情境 在输入的交流电压一定时,原线圈、副线圈取不同的匝数,副线 圈输出的电压也不一样,变压器由此得名. 1.根据法拉第电磁感应定律,你认为线圈两端的电压与线圈的 匝数可能有什么关系?请你设计一个方案来验证你的猜想,你需 要采用的实验方法是什么?需要的实验器材有哪些? 答案:猜想:电压可能与线圈匝数成正比.实验要采用控制变量法. 需要的实验器材有多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、 导线若干.
3.下表中记录了某次实验的数据,请完善表中数据并根据数据
分析原、副线圈的电压与匝数有什么关系.
实验次数
U1=6.00 V
1
2
3
4
5
6
原线圈匝数n1
n1
n1
n1
n2
2n2
副线圈匝数n2
n1
2n1
n2
n2
n2
副线圈输出 电压U2/V
n1∶n2 U1∶U2
2.96
5.90 11.93 11.95 5.97
2.97
2.00
1.00
0.50
0.50
1.00
2.00
2.03
1.02
0.50
【典例2】某同学选用匝数可调的可拆变压器来探究变压器原、
副线圈两端的电压与匝数的关系.
(1)原线圈接在学生电源上,用多用电表测量副线圈的电压,下列
操作正确的是
.
A.原线圈接直流电源,电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电源,电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电源,电表用直流电压挡
D.原线圈接交流电源,电表用交流电压挡
(2)该同学继续做实验,先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈
新教材2023年高中物理第3章交变电流3.变压器课件新人教版选择性必修第二册
3．变压器
1．知道变压器的工作原理。
学
2．掌握理想变压器的电压与匝数的关系及应用。
习
3．掌握理想变压器的功率关系，并导出原、副线圈中的电流
任 关系及应用。
务
4．经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程，提
高科学探究的能力。
01
必备知识·自主预习储备
知识点一 知识点二
知识点一 变压器的原理 1．变压器的构造 由闭__合__铁__芯__和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示。
6V
6V
1∶1 1∶1
400
200
6V
3V
2∶1 2∶1
600
200
6V
2V
3∶1 3∶1
6．数据处理 (1)小灯泡越亮，表明其两端的电压越大；小灯泡越暗，表明其 两端的电压越小。 (2)计算UU12和nn12的值。
7．实验结论 在误差范围内，变压器原、副线圈两端电压与匝数成正比，数 学表达式为UU12＝nn12。
(1)原线圈：与交__流__电__源__连接的线圈，也叫初__级__线__圈__。 (2)副线圈：与负__载__连接的线圈，也叫次__级__线__圈__。 2．原理：互__感__现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、 方向不断变化，在铁芯中激发的磁__场__也不断变化，变化的磁场在副 线圈中产生_感__应__电__动__势_。 3．作用：改变交变电流的_电__压_，不改变交变电流的周__期__和频__率__。
【典例 2】 (多选)如图所示，为一理想变压器，S 为单刀双掷 开关，P 为滑动变阻器触头，U1 为加在原线圈两端的电压，I1 为原线 圈中的电流强度，则以下说法正确的是( )
A．保持 U1 及 P 的位置不变，S 由 a 合到 b 时，I1 将增大 B．保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 b 合到 a 时，R 消耗的功率将 减小 C．保持 U1 不变，S 合在 a 处，使 P 上滑，I1 将增大 D．保持 P 的位置不变，S 合在 a 处，若 U1 增大，I1 将增大
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
高中物理人教版《变压器》PPT精讲课件
载电阻 R＝100 Ω，两电表均为理想交流电表，自制变压器可 视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表的读数为 25 2 V B．副线圈中输出交流电的周期 为 0.02 s C．电流表的读数为 2.2 A D．原线圈中的输入功率为 484 2 W
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《变 压器》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教版《变压器》PPT精讲课件（最新版本）推荐
副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作 变压器；
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教版《变压器》PPT精讲课件发电机，并用自
副线圈之间并没有导线直接接触，却将电能从原线圈的电路输制送给的副变线圈压的器电路（。可视为理想变压器）对标有“3.6V 0.5A ”
【【名名校 校课课堂堂】】获获奖奖PPPPTT--高 高中中物物理理人人教教版版《《变变压压器器》》PPPPTT精精讲讲课课件件的（（小最最新新灯版版泡本本））供推推电荐荐 ，其原理如图甲所示，两磁极N、S 间的
A．原线圈的匝数为 880
B．当开关接 2 时，灯泡两端电压的有效值为 20 2 V
C．当开关接 2 时，灯泡消耗的功率约为 18W
D．当开关接
2
时，灯泡消耗的功率为
100 9
W
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《变 压器》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐 【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《变 压器》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
【名校课堂】获奖PPT-高中物理人教 版《变 压器》P PT精讲 课件（ 最新版 本）推 荐
人教新课标高中物理选修325.4变压器课件(46张ppt)
• 【针对训练】 3.如下图，L1和L2是输电线，用
电压互感器和电流互感器测输电功率．假设甲 的两线圈匝数比为50∶1，乙的两线圈匝数比为 1∶20，并且加在电压表两端的电压为220 V， 通过电流表的电流为5 A，那么以下说法正确的 选项是( )
• A．甲是电压互感器，乙是电流互感器 • B．乙是电压互感器，甲是电流互感器 • C．输电线的输送功率为1.21×107 W • D．输电线的输送功率为1.1×106 W
• 解析：导线AB切割磁感线产生的感应电动势为
E感＝Blv.由于B、l、v三个量均不变，故感应电 动势为一定值．因此原线圈两端的电压恒定，
原线圈中电流恒为12 mA.变压器原、副线圈中
无法发生互感现象，副线圈输出电压应为零，
故电流表A2的读数为零，选A. • 答案：A
【误区警示】本题易错选 C.根据电流比II21＝nn21，所以电流 表 A2 的读数应为 I2＝In1n21＝12×4 mA＝48 mA，选 C.错解的原 因是忽视了变压器变压与交流的原理，即电磁互感现象．当原 线圈中电流为直线时，副线圈中无法产生感应电动势，故变压 器只能变交流，而无法变直流．
• A．线圈匝数n1＜n2，n3＜n4
• B．线圈匝数n1＞n2，n3＜n4
• C．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路
• D．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路
• 解析：题图甲中原线圈并联在电路中，应为电 压互感器，为降压变压器，n1＞n2，甲图中的 电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中， 为电流互感器，是升压变压器，n3＜n4，乙图 中电表为电流表，应选项B、C、D正确．
• 三、互感器
• 1．电压互感器：用来高把 电压低变成 电压并， 原线圈 在高压电路上．
物理人教版(2019)选择性必修第二册3.3变压器(共12张ppt)
二、理想变压器
变压器在实际工作中，线圈和铁芯会发热，交变电流产生的磁场也 不可能完全局限在铁芯内。为了研究方便，我们建立一个理想化的物理 模型——理想变压器
1. 定义：我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。
2. 特点： ①.无铜损：原、副线圈不计内阻，不产生热量。 ②无铁损：忽略铁芯产生的热量。 ③无磁损：变压器铁芯内无漏磁，原、副线圈磁通量无差别。
★注意：五个决定
(1) 原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定 (2) 副线圈电压U2由原线圈电压U1及匝数比决定，与副线圈所接负载无关 (3) 副线圈电流I2由副线圈电压U2和副线圈负载决定 (4) 原线圈电流I1由副线圈电流I2决定 (5) 输入功率P1由输出功率P2决定
练习1、如图所示,将额定电压为60V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦式 交流电源上。闭合开关S 后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理 想电表)的示数分别为220V 和2.2A。以下判断正确的是( B ) A.变压器输入功率为484W B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=3∶11
3-3 变压器
一、变压器的结构
一、变压器的结构
铁芯：绝缘硅钢片叠合而成。
①. 由于磁化，使绝大部分磁感线集中在铁芯上，即铁芯起到汇聚磁场的作用。
②. 采用彼此绝缘的硅钢片可减小涡流
原线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈 副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈
线圈一般采用铜芯线， 以减少线圈电阻上的 能量损耗 。
说法正确的是( D )
A．副线圈输出的交流电的频率为25 Hz B．电压表的示数为55 2 V C．电流表的示数为1.0 A D．变压器输入功率为27.5 W
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 3.变压器
400座。变电站中起变换电压作用的设备是变压器,如图所示,理想变压器
原线圈输入电压 u=200√2 sin 100πt(V) ,电压表、电流表都为理想电表。
则下列判断正电流频率为50 Hz
B.S打到a处,当变阻器的滑片向下滑动时,两电压表的示数都增大
C.S打到a处,当变阻器的滑片向下滑动时,两电流表的示数都减小
2
2
U1 n1
n2
U2
1
根据 = 得 U2= U1= ×12 V=6 V,即 V 的读数为 6 V,选项 B 错误;I2= =
U2 n2
n1
2
R
U 2 2 62
6
A=1 A,即 A 的读数为 1 A,选项 C 错误;P 出=
=
W=6 W,则 P 入=P 出=6 W,
6
R
6
选项 D 正确。此题主要考查理想变压器的基本规律,意在培养学生的分析能
减小,U1 不变,则 I1 减小,即电流表 A1 的示数减小,故 D 正确。此题主要考查理
想变压器中各量的制约关系和动态分析,意在提高学生的理解能力和分析能
力,提高学生的科学思维。
1.对于输出电压的大小,条件充分时,只需根据原线圈电压及原、副线圈
的匝数确定。
2.P1、P2、I1、I2的判断往往都与R的大小有关,对P1、I1的确定,需从P2、
2
n2 I2
副线圈中的输出电流 I2 决定原线圈中的电流 I1,即 I1=
。
n1
2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况
(1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,
进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1。
(2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态
变压器—人教版高中物理选择性必修第二册教学课件
2.变压器工作时的制约关系
(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比入电压U1决定，即U2＝n2nU1 1.
(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比
n1 n2
一定时，且
输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流
I2决定，即I1＝nn2I12. (3)功率制约：P2决定P1，P2增大，P1增大；P2减小，P1减
变压器—人教版高中物理选择性必修 第二册 课件
变压器—人教版高中物理选择性必修 第二册 课件
解析：根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压 为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项A 错误，B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、 副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输 出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故 副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错 误．
[多选]如图所示是通过变压器为一精密仪器供电的电路， 仪器两端的电压可通过示波器显示出来，电路中的变压器可视 为理想变压器．已知示波器显示的电压U2＝31.1sin100πt V，变 压器原线圈与副线圈的匝数比 n1 ＝ 10 ，若仪器可以看成纯电阻
n2 1 电路，其工作时的电阻R＝44 Ω，I1、I2表示原、副线圈中的电 流，则下列判断正确的是( BD )
)增大，变压器输出功率P2(P2
变压器—人教版高中物理选择性必修 第二册 课件
变压器—人教版高中物理选择性必修 第二册 课件
【例1】 [多选]关于理想变压器的工作原理，以下说法正 确的是( BC )
A．通以正弦式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相等 C．穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生了感应电 动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈中
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 专题提升七 变压器的综合问题
典例剖析
角度1自耦变压器
【例题1】 一自耦变压器如图甲所示,变压器的原线圈A、B端输入电压如
图乙所示,副线圈电路中定值电阻R0=11 Ω,电容器C的击穿电压为22 V,移
动滑片P使电容器刚好不会被击穿,所有电表均为理想电表,下列说法正确
的是( A )
A.电压表的示数为220 V
B.原、副线圈的匝数比为10∶1
V
18 W”,小灯泡B的电阻为5 Ω,副线圈回路中接入三个均标有“12 V
24 W”的小灯泡,小灯泡A与右边三个小灯泡均正常发光,下列说法正确的
是( B )
A.理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=4∶1
B.通过小灯泡B的电流为10 A
C.副线圈两端的电压为9 V
D.小灯泡B两端的电压为20 V
解析 原线圈与小灯泡A并联,可知原线圈的电压为9 V,副线圈的电压为36 V,
1
1
,由于灯泡两端的电压相等,根据公式
9
者的电功率之比为 1∶9,C 错误,D 正确。
1 2 3 4
=
9 1
,
1 2
正确,B 错误;根
P=UI,可得两
3.(电流互感器)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如
图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电
流表上。则电流互感器( D )
R1 两端的电压为 20 V
D.原线圈接入交流电压 u=220 2sin ωt(V)时,
R2 两端的电压为 50 V
解析
1
因该变压器通过副线圈的磁通量是通过原线圈磁通量的一半,则
2
=
Δ1
1
Δ = 4,故1 = 1,根据 P=I2R,得1 = 1 × 40 = 1 ,故 A 错误,B 正确;原线圈
人教版高中物理课件-变压器
A. U 增大、I 增大、PR1 增大 C. U 減小、I 減小、PR1 減小
思考：變壓器輸入輸
出電壓、電流、功率大
~
小之間的因果關係 是
怎樣的？
B. U 不變、I 減小、PR1 增大 D. U 不變、I 減小、PR1 不變
A
S
V R1 R2
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
D．與負載R的值有關
練習2、一理想變壓器，原線圈匝數 n1=1100，接在電壓220V的交流電源上， 當它對11只並聯的“36V，60w”的燈泡 供電時，燈泡正常發光。由此可知副線 圈的匝數n2=___1_8_0，通過原線圈的電流
I1 =____3__A。
(1) U1=220V, U2=36V, U1/U2=n1/n2
三、理想變壓器的變壓規律 U1/U2=n1/n2
四、理想變壓器的變流規律：
I1/I2=n2/n1
小結
練習1、理想變壓器原、副線圈的匝數比n1:n2 ＝4：1，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直
線運動切割磁感線時，圖中電流錶A1的示數為
12mA，則電流錶A2的示數為 （ B ）
A．3mA
B．0
C．48mA
（1）原線圈的匝數為n1和另一副線圈的匝數n3. （2）原線圈的電流I1。
n2
（1）n2 ＝1320匝 n3= 72匝 n1
（2）I1=0.095A
n3
例、在繞制變壓器時，某學生誤將兩個線圈繞在如圖
所示變壓器左右兩臂上，當通以交變電流時，每個線
圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
此公式只适用于一个副线圈的变压器
变压器工作时，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，应当用较粗的导 线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线 圈的一种方法。
补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流 关系
（1）电压关系
U1 n1 U2 n2
U1 n1 U3 n3
5.I1由I2和匝数比决定；
ห้องสมุดไป่ตู้
I1
I2
I1＝n2/n1·I2
n1 U1
n2U2 R
3、互感器 分类：电压互感器和电流互感器
A
15
例1.一理想变压器，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=1_80____，通
第五章 交变电流
第四节 变压器
A
1
A
2
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220V的电器设备正常工作的呢？
A
3
一、变压器的构造
1.示意图 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘
铁
硅钢片叠合而成）
芯
原
（2）原线圈（初级线
线 ∽ U1 圈
n1 n2
U2 ∽
副
圈）：其匝数用n1表示
理 想
无磁损
变 无铁损
压 器
无铜损
下面我们定 量分析理想 变压器的变 压规律。
研究原副线圈两端电压关系的实验
实验结论：
V1
V2
原副线圈两端电压之比等于 这两个线圈的匝数比。
三、理想变压器的变压规律
I1
I2
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是：
U1 n1
n2 U2
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
A 若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1（ ） A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏
L1
D、不能确定
1
U1 n1 n2 L2
L3 L4
例3.一台理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝， 两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝，n3＝600 匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I2＝1A， I3＝4A，求原线圈中的电流。
过原线圈的电流 I1 =_3_A____。
解：
U1 U2
=
n1 n2
220 36
=
1100 n2
n2=180
I2=PU22
所以：I1
=
n2 n1
I2 =
n2 P2 n1 U2
=
180×11×60 1100×36
=3A
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，
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有：E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
理想变压器原副线圈的端电压之比等于 这两个线圈的匝数之比
U1/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器
解析：对于理想变压器，输入功率与输出 功率相等，则有I1n1＝I2n2＋I3n3
I1＝（I2n2＋I3n3）／n1＝（1×60＋4×600） ／1100＝2.24A
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
变压器通过闭合铁
芯，利用互感现象实
现了电能（U1、I1） ∽ U1
n1 n2
U2
∽
到磁场能（变化的磁
场）再到电能（ U2、 I2）转化。
原 线 圈
副
铁芯
线 圈
互感现象：在原副线圈中由于有交变电
流而发生的互相感应现象。
若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2 ？
闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换， 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝 大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失 很小，为了便于研究，物理学中引入了一种 理想化模型------理想变压器。
n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率
即: P出= P入 U1I1=U2I2 I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝
数成反比
I 1/ I 2= n2 / n1
U 2 n2 U 3 n3
（2）电流关系 根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3
I1n1=I2n2+I3n3
A
13
2.输入输出电压、电流、功率大小之间的
因果关系
1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P2
2.U1由电源决定；
3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
线
圈 （3）副线圈（次级线
圈）：其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
n2
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
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 ------互感现象