【課件】變壓器（人教版2019選擇性必修第二冊）

第3節(jié):變壓器高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器的構(gòu)造知道變壓器的構(gòu)造變壓器的構(gòu)造：變壓器是由閉合的鐵芯和繞在鐵芯上兩個(gè)線圈組成。原線圈：與交流電壓連接的線圈副線圈：與負(fù)載連接的線圈變壓器實(shí)物圖變壓器示意圖變壓器電學(xué)符號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？原線圈副線圈原線圈接交流電原線圈中的磁場發(fā)生改變在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢副線圈中的磁通量隨之發(fā)生改變副線圈有感應(yīng)電流U2U1×～高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器的工作原理變壓器利用互感原理工作的變壓器的基本原理是利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象工作的高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感理想變壓器理想變壓器是一個(gè)理想化的模型

現(xiàn)實(shí)中的變壓器：1．由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴(yán)格相等造成能量損失2．原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成能量損失3．鐵芯中有磁損耗，產(chǎn)生渦流造成能量損失理想變壓器：我們把沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器。理想變壓器也是一個(gè)理想化模型。本章涉及的習(xí)題不做特殊說明我們一般認(rèn)為是理想變壓器。理想變壓器的能量轉(zhuǎn)化：變壓器能輸送電能是利用了電磁感應(yīng)。在原線圈上由變化的電流激發(fā)了一個(gè)變化的磁場，即電場的能量轉(zhuǎn)變成磁場的能量；通過鐵芯使這個(gè)變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，于是在副線圈上產(chǎn)生了感應(yīng)電流，磁場的能量轉(zhuǎn)化成了電場的能量

理想變壓器的輸出功率等于輸入功率高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系理論推導(dǎo)（理想變壓器）原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別是：若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系核心公式實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：理想變壓器原、副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比。1、n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器2、n2<n1

U2<U1——降壓變壓器高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系理論推導(dǎo)理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出理想變壓器原、副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感理想變壓器的規(guī)律變壓器各量的制約關(guān)系理想變壓器的規(guī)律→U1決定

U2①電壓關(guān)系：→I2決定

I1→P出決定P入②功率關(guān)系：P入=P出③電流關(guān)系：高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感有多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系理論推導(dǎo)原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別是：若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有:

一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3，相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：多匝線圈的理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系n1n2n3U1U2U3高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感

一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3，相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：把和

代入上式得多匝線圈的理想變壓器的電流與匝數(shù)的關(guān)系n1n2n3U1U2U3有多個(gè)副線圈的理想變壓器的電流與匝數(shù)的關(guān)系1.自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感幾種常見的變壓器自耦變壓器

A電流互感器電壓互感器V

使用時(shí)把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)使用時(shí)把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感幾種常見的變壓器互感器高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器的能量轉(zhuǎn)化高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感科學(xué)漫步1．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1:n2=4:1，當(dāng)導(dǎo)線在平行導(dǎo)軌上勻速切割磁感線時(shí)，電流表A1的示數(shù)是12mA，則副線圈中電流表A2的示數(shù)是()A．3mA B．48mAC．零 D．與R阻值有關(guān)C高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感2．手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式．如圖所示電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量．當(dāng)充電基座上的送電線圈（原線圈）兩端接上正弦式交變電壓后，就會(huì)在鄰近的受電線圈（副線圈）中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，最終實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電．則受電線圈（副線圈）中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢（）A．恒定不變 B．周期性變化C．大小不變、極性不斷變化 D．極性不變、大小不斷變化B高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感3．如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)之比為n1:n2，副線圈接一個(gè)阻值為R的電阻，則下列說法正確的是（）A．若ab之間接電壓恒定的電源且電壓為U，則R中的電流為B．若ab之間接交流電源且電壓為U，則原線圈中的電流為C．若ab之間接交流電源且電壓為U，增大n2，則副線圈的輸出功率將增大D．若ab之間接交流電源且電壓為U，增大R，則原線圈輸入功率將增大C高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感4．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W，原線圈電路中接有電壓表和電流表。現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則（）A．B．C．原副線圈電流之比為1∶2D．原線圈輸入功率為22WD高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感5．如圖（a）所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為11:1，副線圈與理想電流表理想電壓表以及負(fù)載電阻R連接成閉合回路，R兩端電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖（b）所示。原線圈輸入電壓為U0的交變電流，負(fù)載電阻R=20Ω，下列說法中正確的是（）。A．變壓器輸入電壓的最大值是B．電流表的示數(shù)為C．原線圈輸入交流電的頻率是50HzD．變壓器的輸入功率是10WA高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感6．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．原線圈的輸入功率為B．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為D．副線圈輸出交流電的周期為50sB高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感7．自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為2200匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.2kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（）A．440V和5.3A B．440V和10A C．240V和5.3A D．240V和10AB高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感8．理想變壓器原線圈為1500匝，副線圈為500匝，原線圈接交流電源，副線圈接有電阻R，當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中（）A．電流頻率之比為3：1 B．電壓之比為3：1C．電流之比為3：1 D．功率之比為1：1BD高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感9．如圖甲是線圈線垂直于磁場的軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電壓圖像，把該交流電壓加在如圖乙中理想變壓器的A、B兩端。已知變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5:1，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R=1Ω，其他各處電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）A．在t=0.1s和0.3s時(shí)，穿過線圈的磁通量最大B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為5πrad/sC．電壓表的示數(shù)為2.83VD．電流表的示數(shù)為0.40ABD高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感10．如圖所示是理想變壓器的示意圖，副線圈有一抽頭M，原線圈接交流電。第一次把燈泡A（12V、12W）接在PN之間，燈泡A恰好正常發(fā)光；第二次把燈泡B（6V