2017_2018学年高中物理第五章交变电流第4节变压器课件新人教版选修3_2
变压器的工作原理及规律
1．工作原理
2．基本规律 U1 n1 I1 n2 (1)一原一副，P 入＝P 出， ＝ ， ＝ U2 n2 I2 n1 U1 n1 U1 n1 U2 n2 (2)一原多副，P 入＝P 出， ＝ ， ＝ ， ＝ U2 n2 U3 n3 U3 n3 U1I1＝U2I2＋U3I3＋„ n1I1＝n2I2＋n3I3＋„
1．一理想变压器原、副线圈匝数之比 n1∶n2＝11∶5， 原线圈与正弦交变 电源连接，输入电压 U 如图 544 所示。副线圈仅接入一个 10 Ω 的电阻，则 A．流过电阻的电流是 20 A B．与电阻并联的电压表的示数是 100 2 V C．经过 1 分钟电阻发出的热量是 6×103 J D．变压器的输入功率是 1×103 W
[典例] 如图 543 所示，理想变压器原、 副线圈匝数比为 20∶1， 两个标有“12 V,6 W” 的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都
图 543 正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的
示数分别是 ( )
A．120 V,0.10 A C．120 V,0.05 A
B．240 V,0.025 A D．240 V,0.05 A
3．作用 改变交变电流的 电压 。 二、电压与匝数的关系 1．理想变压器 没有 能量损失 的变压器，也是一个理想化模型。 2．电压与匝数的关系 理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的 匝数 之
n1 U1 比，即： ＝ n U2 2
。
3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压 变压器； 副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫 升压 变压器。 三、两种互感器 1．电压互感器 把高电压变成低电压。它的原线圈 并联 在高压电路上， 副线圈接入交流电压表，如图 542 甲所示。
2．电流互感器 把大电流变成小电流。原线圈 串联 在被测电路中，副线 圈接入交流电流表，如图乙所示。
图 542
1．自主思考——判一判 (1)变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压。 (√ ) (2)实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。( √ ) (3)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变 交变电流的功率和频率。 (4)理想变压器是客观存在的。 U1 n1 (5) ＝ 适用于任何理想变压器。 U2 n2 (× ) (× ) (√ )
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 541 所示。
图 541
(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．变压器的工作原理 变压器工作的基础是 互感 现象，电流通过原线圈时 在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过 副 线圈， 由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断 变化，变化的磁场在副线圈中产生 感应电动势 。
第4节Βιβλιοθήκη 变压器1．互感现象是变压器的工作基础，变压器工 作时有能量损失，变压器的输出功率与输 入功率之比叫做变压器的效率。理想变压 器的效率为 100%。 2．理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关 U1 n1 系为 ＝ 。 U2 n2 3．如果理想变压器的副线圈只有一个，则 P1 ＝P2，即 U1I1＝U2I2，得出原、副线圈电 I 1 n2 流与匝数的关系为 ＝ 。 I 2 n1 4．所有变压器不改变交变电流的频率，理想 变压器不改变功率。
提示：不一样。高压线圈匝数多而通过的电流小，用 较细的导线绕制而成； 低压线圈匝数少而通过的电流 大，用较粗的导线绕制而成。
(3)变压器的铁芯为什么用薄硅钢片叠压而成？
提示：为了减少损耗，变压器的铁芯常用涂有绝缘漆的 薄硅钢片叠压而成。这样，涡流被限制在狭窄的薄片之 中，回路的电阻很大，涡流大为减弱，从而减小了铁损。
2．合作探究——议一议 (1)如果把变压器接入直流电路，变压器能起到变压作用吗？
提示：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， 在铁芯中不会引起磁通量的变化，就没有互感现象出现，变 压器就起不到变压作用。
(2)变压器的两个线圈所用导线的粗细一样吗？
[思路点拨]
解答本题时可按以下思路分析：
[解析] 由于灯泡正常发光，所以 U2＝12 V， U1 n1 根据 ＝ 解得 U1＝240 V； U2 n2 P 两个灯泡均正常发光，I2＝2 ＝1 A， U2 I1 n 2 根据 ＝ 解得 I1＝0.05 A，故 D 正确。 [答案] I2 n 1
D
1．理想变压器不改变交变电流的周期和频率。 U1 n1 2．(1) ＝ ，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是 U2 n2 适用的。 (2)输出电压 U2 由输入电压 U1 和原、 副线圈的匝数比共同 决定。 U1 n1 U1 U2 ΔΦ 由 ＝ 得， ＝ ＝ 。 U2 n2 n1 n2 Δt U1 n1 U1 n1 (3)若变压器有多个副线圈，有 ＝ ， ＝ ，…，即电 U2 n2 U3 n3 U2 n2 压关系仍成立。两个副线圈之间 U 满足 ＝ 。 U3 n3
图 544
( )
Um 解析：由电压的有效值和最大值的关系得 U1＝ ＝220 V。 2 U1 n1 根据理想变压器电压与匝数的关系 ＝ ， U2 n2 n2 5 得 U2＝ U1＝ ×220 V＝100 V， n1 11 故电压表的示数是 100 V，B 错误； U2 100 I2 ＝ R ＝ A＝10 A，A 错误； 10 1 分钟内电阻发出的热量 Q＝I2Rt＝102×10×60 J＝6×104 J，C 错误； 变压器的输入功率等于输出功率， 即 P 入＝P 出＝U2I2＝100×10 W＝1×103 W，故 D 正确。
答案：D
2． (多选)(2016· 全国丙卷)如图 545， 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∶1 B．原、副线圈匝数比为 1∶9 C．此时 a 和 b 的电功率之比为 9∶1 D．此时 a 和 b 的电功率之比为 1∶9
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高中物理第五章交变电流4变压器课件新人教版选修3
A．保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变大 B．保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表读数变小 C．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变大 D．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表读数变小
解析：Q 位置不动，副线圈电压 U2 不变，当 P 上滑时，R 增大，由 P＝R＋U22R0可 知总功率减小，原线圈电压 U1 不变，由 P＝U1I1 可知原线圈电流 I1 减小，故 A 错误，B 正确；当 P 位置不动，Q 上滑时，由UU12＝nn12知 U2 增大，同理分析原线圈 电流 I1 增大，故 C 正确，D 错误．
[思路点拨] 解答本题时可按以下思路分析：
[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 U1 和理想变压器匝数比不变，所以 U2 不变．滑片 P 向下滑动过程中，电阻变 小，电流 I2 变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流 I1 变大，C 正确，D 错误． [答案] C
3．负载制约 (1)变压器副线圈中的功率 P2 由用户负载决定，P2＝P 负 1＋P 负 2＋…. (2)变压器副线圈中的电流 I2 由用户负载及电压 U2 确定，I2＝UP22. (3)总功率 P 入＝P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的． 4．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→P2→P1→I1.
[总结提升] (1)对于输出电压的大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈匝数比确定． (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、I2 入 手．
3．(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可 以通过滑动触头 Q 来调节，在副线圈两端连接了定阻电阻 R0 和滑动变阻器 R，P 为 滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为 U 的正弦交流电，则( )
解析：Q 位置不动，副线圈电压 U2 不变，当 P 上滑时，R 增大，由 P＝R＋U22R0可 知总功率减小，原线圈电压 U1 不变，由 P＝U1I1 可知原线圈电流 I1 减小，故 A 错误，B 正确；当 P 位置不动，Q 上滑时，由UU12＝nn12知 U2 增大，同理分析原线圈 电流 I1 增大，故 C 正确，D 错误．
[思路点拨] 解答本题时可按以下思路分析：
[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 U1 和理想变压器匝数比不变，所以 U2 不变．滑片 P 向下滑动过程中，电阻变 小，电流 I2 变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流 I1 变大，C 正确，D 错误． [答案] C
3．负载制约 (1)变压器副线圈中的功率 P2 由用户负载决定，P2＝P 负 1＋P 负 2＋…. (2)变压器副线圈中的电流 I2 由用户负载及电压 U2 确定，I2＝UP22. (3)总功率 P 入＝P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的． 4．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→P2→P1→I1.
[总结提升] (1)对于输出电压的大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈匝数比确定． (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、I2 入 手．
3．(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可 以通过滑动触头 Q 来调节，在副线圈两端连接了定阻电阻 R0 和滑动变阻器 R，P 为 滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为 U 的正弦交流电，则( )
高中物理 5.4变压器课件 新人教版选修3-2
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
U 2 n2 U 3 n3
（2）电流关系 根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3 I1n1=I2n2+I3n3
ppt精选
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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
5.I1由I2和匝数比决定；
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
ppt精选
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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
次数 1 2 3 4 5 U1 U2
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
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
二、变压器的工作原理 ------互感现象
变压器通过闭合铁
芯，利用互感现Βιβλιοθήκη 实现了电能（U1、I1）∽ U1
2017-2018学年高中物理第五章交变电流第4节变压器教学案新人教版选修3-2
[ 典例 ] 如图 5-4-7 所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡
L1
和 L2，输电线的等效电阻为 R。开始时，开关 S 断开。当开关 S 接通时，以下说法中不正确
的是 ( )
图 5-4-7 A．副线圈两端 M、 N的输出电压减小 B．副线圈输电线等效电阻 R上的电压增大 C．通过灯泡 L1 的电流减小 D．原线圈中的电流增大
D．此时 a 和 b 的电功率之比为 1∶9
解析：选 AD 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
变压器的工作原理及规律
1．工作原理
2．基本规律
U1 n1 I 1 n2
(1)
一原一副，
P
入
＝P
出，
U2＝
n2，
I
＝
2
n1
U1 n1 U1 n1 U2 n2
(2)
一原多副，
P
入
＝
P
出，
＝ U2
， n2
＝ U3
， n3
＝ U3
n3
U1I 1＝ U2I 2＋ U3I 3＋…
n1I 1＝ n2I 2＋ n3I 3＋…
n2
5
得 U2＝ n1U1＝11×２20 V ＝ 100 V ，
故电压表的示数是 100 V ， B 错误；
U2 100 I 2＝ R＝ 10 A ＝ 10 A ， A 错误；
1 分钟内电阻发出的热量 Q＝ I 2Rt＝102×10×60 J ＝6×10 4 J ， C错误；
高中物理第五章交变电流5_4变压器课件新人教版选修3_2
几点说明： U 1 n1 ①对于 ＝ ，无论副线圈一端是空载还是有负载，都 U 2 n2 是适用的。 ②输出电压 U2 由输入电压 U1 和原、 副线圈的匝数比共 U 1 n1 U 1 U 2 ΔΦ 同决定，由 ＝ ，得 ＝ ＝ 。 U 2 n2 n1 n2 Δ t U 1 U 2 U 3 ΔΦ ③若变压器有两个副线圈，则有 ＝ ＝ ＝ ，所 n 1 n2 n 3 Δ t U 1 n1 U 1 n 1 U 2 n2 以有 ＝ ， ＝ 或 ＝ 。 U 2 n2 U 3 n 3 U 3 n3
(4)变压器的电流关系也是有效值(或最大值)间的关系。
(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定 电流不起作用； (2)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个 线圈间是绝缘的； (3)变压器不能改变交变电流的周期和频率。
4．变压器工作时的制约关系
n 1 (1)电压制约： 当变压器原、 副线圈的匝数比 一定时， n2
关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压。 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变 交变电流的频率。 (3)理想变压器本身不消耗能量。 (4)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效 值。
[变式训练1]
一台理想变压器，其原线圈 2200 匝，副
线圈 440 匝，并接一个 100 Ω 的负载电阻，如图所示。
[解析] 对于理想变压器，P 入＝P 出，所以输入功率 P P入 132 ＝ A＝0.6 A， 入＝60×2.2 W＝132 W，A 错误；I1＝ U1 220 B 正确；正弦式交流电电流的最大值 I2m＝ 2I2＝2.2 2 A， C 错误； 变压器原、 副线圈匝数比 n1∶n2＝U1∶U2＝11∶3， D 正确。
2018版高中物理第五章交变电流5.4变压器课件新人教版选修3
学习目标 (1)知道变压器的构造以及几种 常见的变压器，理解变压器的工
作原理． (2)掌握变压器原、副线圈中电 压、电流及功率的关系．并能用
其解决基本问题． (3)了解变压器在实际中的应用.
知识导图
课前自主学习 一、变压器的原理
阅读教材第41～42页“变压器的原理”部分，回答下列问题.
1．构造 由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与电源连接的线圈 叫原线圈，与负载连接的线圈叫副线圈． 2．原理 互感现象是变压器的工作基础．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．
答案：C
例 2如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为 1∶2；副线
圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W； 原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若 用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
答案：A
误区警示
理想变压器的四点注意 (1)变压器不能改变直流电压． (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 的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量． (4)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值．
[变式训练]
(全国丙卷，19)(多选)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( )
作原理． (2)掌握变压器原、副线圈中电 压、电流及功率的关系．并能用
其解决基本问题． (3)了解变压器在实际中的应用.
知识导图
课前自主学习 一、变压器的原理
阅读教材第41～42页“变压器的原理”部分，回答下列问题.
1．构造 由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与电源连接的线圈 叫原线圈，与负载连接的线圈叫副线圈． 2．原理 互感现象是变压器的工作基础．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．
答案：C
例 2如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为 1∶2；副线
圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W； 原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若 用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
答案：A
误区警示
理想变压器的四点注意 (1)变压器不能改变直流电压． (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 的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量． (4)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值．
[变式训练]
(全国丙卷，19)(多选)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( )
高中物理第5章交变电流4变压器课件新人教版选修3_2
图5-4-2
A．U＝66 V，k＝19
B．U＝22 V，k＝19
C．U＝66 V，k＝13
D．U＝22 V，k＝13
【解析】
设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则II21＝
n2 n1
＝
1 3
，故k＝
II2122RR＝
1 9
.
设原线圈两端的电压为U1，则
U1 U
＝
n1 n2
＝
3 1
，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电
【答案】 AD
2．(2015·全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1 ，在原、副 线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交 流电源上，如图5-4-2所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U.原、副线圈回路 中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
【导学号：94530074】
[核心点击] 1．变压器的工作原理 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． 2．理想变压器的特点 (1)变压器铁芯内无漏磁． (2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热．
[合作探讨] 如图5-4-1所示，为一变压器结构示意图．
图5-4-1 探讨1：当在a、b端接入恒定电源时，接在副线圈上的灯泡能否发光？ 【提示】 当a、b接恒定电源时，原线圈中有恒定电流，穿过原、副线圈的 磁通量不变，所以副线圈中没有感应电流，灯泡不发光．
探讨2：变压器中闭合铁芯的作用是什么？ 【提示】 闭合铁芯的作用是形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量的变 化与原线圈中磁通量电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即：UU12＝nn12.
A．U＝66 V，k＝19
B．U＝22 V，k＝19
C．U＝66 V，k＝13
D．U＝22 V，k＝13
【解析】
设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则II21＝
n2 n1
＝
1 3
，故k＝
II2122RR＝
1 9
.
设原线圈两端的电压为U1，则
U1 U
＝
n1 n2
＝
3 1
，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电
【答案】 AD
2．(2015·全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1 ，在原、副 线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交 流电源上，如图5-4-2所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U.原、副线圈回路 中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
【导学号：94530074】
[核心点击] 1．变压器的工作原理 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． 2．理想变压器的特点 (1)变压器铁芯内无漏磁． (2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热．
[合作探讨] 如图5-4-1所示，为一变压器结构示意图．
图5-4-1 探讨1：当在a、b端接入恒定电源时，接在副线圈上的灯泡能否发光？ 【提示】 当a、b接恒定电源时，原线圈中有恒定电流，穿过原、副线圈的 磁通量不变，所以副线圈中没有感应电流，灯泡不发光．
探讨2：变压器中闭合铁芯的作用是什么？ 【提示】 闭合铁芯的作用是形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量的变 化与原线圈中磁通量电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即：UU12＝nn12.
2017高中物理第5章交变电流第4节变压器课件新人教版选修3_2
A．A1的示数不变，A2的示数增大 B．A1的示数增大，A2的示数增大 C．V1的示数增大，V2的示数增大 D．V1的示数不变，V2的示数减小
解析：V1测量电源的输出电压，故其示数不变；当传感器 R2所在处出现火 警时，R2阻值减小，副线圈电路总电阻变小，副线圈电压不变，由闭合电路欧 姆定律可知，副线圈总电流 I 变大，电阻 R3电压 U3＝IR3变大， R1与 R2 并联的电
[特别提醒](1)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大 值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立。 (2)变压器高压圈匝数多而导线细，低压圈匝数少而导线粗，这是区别高、 低压线圈的方法。
〔即时讨论 1〕 如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈 连到交流端，另一个线圈连到小灯泡上。 导学号 09152276
考点题型设计
题型1 理想变压器规律的应用
(多选)图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中 R＝ 55Ω， 、 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电
压，电压表的示数为 110V，下列表述正确的是 导学号 09152279 ( AC )
A．电流表的示数为2A
B．原、副线圈匝数比为1︰2
3．电流互感器 (1)构造：小型升压变压器，如图所示。 (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表，为了安全，外壳和
副线圈应接地。
(3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大 电流。
〔即时讨论 3〕 如图所示，L1、L2 是高压输电线，图中两电表示数分别是 220V 和 10A， 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，
〔即时讨论 2〕 如图所示，一低压交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通 过上下调节 P1、P2 的位置，可以改变变压器原、副线圈的匝数。图中 L 是一个 小灯泡，R2 是定值电阻，R1、R3 是滑动变阻器，若只移动 P1、P2、P3、P4 中的 一个滑动触头，而增大灯泡 L 的亮度，可以采取的方法有哪些？ 导学号 09152277
2017_2018学年高中物理第五章交变电流5.4变压器课件新人教版选修3_2
【例题1】 (多选)理想变压器正常工作时,原、副线圈中一定相 同的物理量是( ) A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 答案:ABC 归纳总结变压器能改变交流电压、交变电流,但不能改变功率和 交变电流的频率。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
1.思考辨析。 (1)变压器可以改变直流电源的电压。 ( ) 解析:变压器只能改变交变电流的电压。 答案:× (2)镇流器的工作原理是自感;变压器的工作原理是互感。 ( ) 答案:√ (3)变压器的原副线圈是固定不变的。 ( ) 解析:自感现象是镇流器在断电时产生高电压,变压器的工作基 础是两个线圈的互感现象。 答案:× (4)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。 ( ) 答案:√
1.变压器的工作原理 (1)变压器的变压原理是电磁感应或者说是互感现象。 (2)从能量转化角度看,变压器是把电能化后电压、电流均发生了 变化。 2.电压与匝数的关系 由于互感现象,穿过原、副线圈的磁通量相等,磁通量的变化率
3.原、副线圈的地位 (1)原线圈在其所处回路中充当负载。 (2)副线圈在其所处回路中充当电源。
4
变压器
学 习 目 标 1.了解变压器的构造及几 种常见的变压器,理解变压 器的工作原理 2.掌握理想变压器的功率 关系 3.理解变压器的变压规律 和变流规律,并运用此规律 解决实际问题
思 维 导 图
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、变压器的原理 阅读教材第41页“变压器的原理”部分,认识变压器的结构,理解变 压器的工作原理。 1.变压器由哪几部分组成?指出图中①②③各部件的名称。
变式训练1(多选)关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是 ( ) 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,是为了防止原、副线圈短路,造成危险 C.变压器不改变交变电流的频率,只改变电压大小 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 解析:铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产生较多的热量从 而烧坏变压器。 答案:ACD
高中物理第五章交变电流5.4变压器课件新人教版选修3
流工程研制的国内首台容量最大、网侧电压等级最高的特高压换流
变压器并顺利通过出厂试验。理想变压器正常工作时,原、副线圈中
的电流为 I1、I2,电压为 U1、U2,功率为 P1、P2。关于它们之间的关系,
下列说法中正确的是(
)。
A.I1 由 I2 决定
B.U2 与负载有关
C.P1 由 P2 决定
D.以上说法都不正确
I2=10I=10 A,根据 I1∶I2=n2∶n1,得出电流表的示数 I1=1 A,B 项正
确,C 项错误;变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致
100
2
的,f=
Hz=50 Hz,D 项错误。
【答案】B
【点评】根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周
期和频率等,再根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,即可求
C.ab 接 PQ、cd 接 MN,Iab<Icd
D.ab 接 PQ、cd 接 MN,Iab>Icd
【答案】B
3.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正
弦交流电源,副线圈接入“200 V 60 W”的灯泡一只,且灯泡正常发
光。则(
)。
A.电流表的示数为 0.015 A
B.电源输出功率为 1200 W
隔离高电压系统,以保证人身和设备的安全。
2.(多选)对于理想变压器,下列说法中正确的是(
)。
A.变压器的副线圈只能有一个
B.原线圈的输入功率,随着副线圈的输出功率增大而增大
C.原线圈的输入电流,随着副线圈的输出电流增大而增大
D.原线圈的电压,不随副线圈的输出电流变化而变化
【解析】副线圈的个数可能不止一个,A 项错误;输出功率决定
变压器并顺利通过出厂试验。理想变压器正常工作时,原、副线圈中
的电流为 I1、I2,电压为 U1、U2,功率为 P1、P2。关于它们之间的关系,
下列说法中正确的是(
)。
A.I1 由 I2 决定
B.U2 与负载有关
C.P1 由 P2 决定
D.以上说法都不正确
I2=10I=10 A,根据 I1∶I2=n2∶n1,得出电流表的示数 I1=1 A,B 项正
确,C 项错误;变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致
100
2
的,f=
Hz=50 Hz,D 项错误。
【答案】B
【点评】根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周
期和频率等,再根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,即可求
C.ab 接 PQ、cd 接 MN,Iab<Icd
D.ab 接 PQ、cd 接 MN,Iab>Icd
【答案】B
3.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正
弦交流电源,副线圈接入“200 V 60 W”的灯泡一只,且灯泡正常发
光。则(
)。
A.电流表的示数为 0.015 A
B.电源输出功率为 1200 W
隔离高电压系统,以保证人身和设备的安全。
2.(多选)对于理想变压器,下列说法中正确的是(
)。
A.变压器的副线圈只能有一个
B.原线圈的输入功率,随着副线圈的输出功率增大而增大
C.原线圈的输入电流,随着副线圈的输出电流增大而增大
D.原线圈的电压,不随副线圈的输出电流变化而变化
【解析】副线圈的个数可能不止一个,A 项错误;输出功率决定
高中物理第5章交变电流4变压器课件新人教版选修3
答案：ABD
2．(2019·衡水名校模拟)如图甲所示理想变压器原、副线 圈的匝数比为4∶1，R1为阻值随温度升高而减小的热敏电阻， R2为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表．原线圈所 接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示．下列说法正确 的是( )
A．变压器的输入功率与输出功率之比为4∶1 B．变压器原、副线圈中的电流之比为4∶1 C．u随t变化的规律为u＝51sin(50πt) V(式中各物理量均为 国际单位制) D．若热敏电阻R1的温度升高，则电压表的示数不变，电 流表的示数变大
【答案】因蓄电池是直流电源，向外输出恒定电压，故连 接到副线圈上的小灯泡不会发光(只会在开关闭合和断开时闪 一下)．原因是恒定电压加在原线圈上后，线圈内的磁通量不发 生变化，因而副线圈中的磁通量也不发生变化，所以 E＝nΔΔΦt ＝ 0.故副线圈中无感应电动势．
二、电压与匝数的关系
1．理想变压器 没有__能__量__损__失__的变压器． 2．电压与匝数的关系 原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__匝__数__之比，即UU12 ＝nn12. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫_降__压___变压器； 副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫__升__压___变压器．
理想变压器的基本规律
1．理想变压器的特点 (1)变压器铁芯内无漏磁； (2)原、副线圈不计电阻，即不产生焦耳热； (3)铁芯中不产生涡流．
2．电动势关系 由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都 具有相同的ΔΔΦt ，根据法拉第电磁感应定律有 E1＝n1ΔΔΦt ，E2＝ n2ΔΔΦt ，所以EE12＝nn12. 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 U1 ＝E1，副线圈两端的电压 U2＝E2，所以UU12＝nn12；当有多个副线 圈时，则有Un11＝Un22＝Un33….
2．(2019·衡水名校模拟)如图甲所示理想变压器原、副线 圈的匝数比为4∶1，R1为阻值随温度升高而减小的热敏电阻， R2为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表．原线圈所 接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示．下列说法正确 的是( )
A．变压器的输入功率与输出功率之比为4∶1 B．变压器原、副线圈中的电流之比为4∶1 C．u随t变化的规律为u＝51sin(50πt) V(式中各物理量均为 国际单位制) D．若热敏电阻R1的温度升高，则电压表的示数不变，电 流表的示数变大
【答案】因蓄电池是直流电源，向外输出恒定电压，故连 接到副线圈上的小灯泡不会发光(只会在开关闭合和断开时闪 一下)．原因是恒定电压加在原线圈上后，线圈内的磁通量不发 生变化，因而副线圈中的磁通量也不发生变化，所以 E＝nΔΔΦt ＝ 0.故副线圈中无感应电动势．
二、电压与匝数的关系
1．理想变压器 没有__能__量__损__失__的变压器． 2．电压与匝数的关系 原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__匝__数__之比，即UU12 ＝nn12. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫_降__压___变压器； 副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫__升__压___变压器．
理想变压器的基本规律
1．理想变压器的特点 (1)变压器铁芯内无漏磁； (2)原、副线圈不计电阻，即不产生焦耳热； (3)铁芯中不产生涡流．
2．电动势关系 由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都 具有相同的ΔΔΦt ，根据法拉第电磁感应定律有 E1＝n1ΔΔΦt ，E2＝ n2ΔΔΦt ，所以EE12＝nn12. 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 U1 ＝E1，副线圈两端的电压 U2＝E2，所以UU12＝nn12；当有多个副线 圈时，则有Un11＝Un22＝Un33….