3.3 變壓器 課件 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

3.3變壓器你知道生活中各用電器電壓嗎？4.2V到5.3V3到4萬伏各種用電器所需電壓各不相同，而日常照明電路的電壓是220V，那么如何解決這一問題呢？見過變壓器嗎？回顧:1.感應(yīng)電動勢條件？大??？2.什么是互感？

2.示意圖鐵芯原線圈副線圈3.電路圖中符號鐵芯與線圈互相絕緣1.構(gòu)造：(1)閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個絕緣線圈組成(2)原線圈(初級線圈):與電源連接的線圈，匝數(shù)用n1表示(3)副線圈(次級線圈):與負(fù)載連接的線圈，匝數(shù)用n2表示輸入電壓：U1;輸出電壓：U2.

一.變壓器的構(gòu)造

思考: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？二.變壓器的工作原理能量轉(zhuǎn)化:電能→磁場能→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場)(U2、I2)問題1:若給原線圈接(恒定)直流電壓U1,副線圈電壓U2?=0:互感現(xiàn)象特點：改變交變電流的電壓，不改變交流電的周期和頻率。若是電流大小不變變化的直流電呢？I1I1I2

理想變壓器特點:三.理想變壓器的規(guī)律1.電壓關(guān)系：擴展:若副線圈有n組:(副線圈只有一組的情況)(1)變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁，無發(fā)熱損失。(2)原副線圈不計內(nèi)阻，即無能量損失。原、副線圈兩端電壓之比，等于兩個線圈的匝數(shù)之比原、副線圈電流與這兩個線圈的匝數(shù)成反比

3.電流規(guī)律:(適用于一組副線圈的變壓器)2.功率關(guān)系:P1=P2擴展:當(dāng)有多組副線圈時：(輸入功率P1等于輸出功率P2)I1I1I2P1P2

輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的制約關(guān)系2.功率制約:輸出功率P2決定輸入功率P1P2決定P11.電壓制約:輸入電壓U1決定輸出電壓U2U1決定U23.電流制約:輸出電流I2決定輸入電流I1I2決定I1原、副線圈的匝數(shù)n1/n2比一定時P1P2規(guī)律:除了電壓正向制約，其余反向制約1.(多選)關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A.原、副線圈纏繞在一個閉合鐵芯上，是為了減少磁場能的損失，有效地傳送電能B.鐵芯不用整塊金屬做成，是為了防止原、副線圈短路，造成危險C.變壓器不改變交變電流的頻率，只改變電壓大小D.當(dāng)原線圈接入大小不斷變化的直流電時，副線圈也有電壓輸出

ACD2.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，電壓表和電流表均為理想電表，燈泡電阻RL＝6Ω，A、B端輸入電壓

。下列說法正確的是()A.電流頻率為50HzB.電壓表的示數(shù)為24VC.電流表的示數(shù)為0.5AD.變壓器的輸入功率為6WAD

幾種常見的變壓器1.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈。如果把整個線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓；如果把線圈的一部分作原線圈，整個線圈作副線圈，就可以升高電壓。

2.互感器交流電壓表和電流表都有一定的量度范圍，不能直接測量高電壓和大電流。互感器是利用變壓器的原理來測量高電壓或大電流的儀器。(1)電壓互感器：實質(zhì)是降壓變壓器，可以把高電壓變成低電壓。(2)電流互感器：實質(zhì)是升壓變壓器，可以把大電流變成小電流。電壓互感器是降壓變壓器電流互感器是升壓變壓器1.

如圖所示為物理實驗室某風(fēng)扇的風(fēng)速擋位變換器電路圖，它是一個可調(diào)壓的理想變壓器，其中接入交流電的電壓有效值U0＝220V，n0＝2200匝，擋位1、2、3、4對應(yīng)的線圈匝數(shù)分別為220匝、500匝、1100匝、2200匝。電動機M的內(nèi)阻r＝4Ω，額定電壓為U＝220V，額定功率P＝110W。下列判斷正確的是()A.當(dāng)選擇擋位3時，電動機兩端電壓為110VB.當(dāng)擋位由3變換到2時，電動機消耗的功率增大C.當(dāng)選擇擋位2時，電動機的熱功率為1WD.當(dāng)選擇擋位4時，電動機的輸出功率為110WA

2.一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針轉(zhuǎn)到N點的過程中(

)A．U2＞U1，U2降低B．U2＞U1，U2升高C．U2＜U1，U2降低D．U2＜U1，U2升高C

3.(多選)圖甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，下列說法中正確的是(

)A．線圈匝數(shù)n1<n2，n3<n4B．線圈匝數(shù)n1>n2，n3>n4C．甲圖中的電表是電壓表，輸出端不可短路D．乙圖中的電表是電流表，輸出端不可斷路CD理想變壓器的動態(tài)分析P1P21.三個制約關(guān)系(2)功率制約:P2決定P1(1)電壓制約:U1決定U2(3)電流制約:I2決定I12.動態(tài)分析順序(均為U1不變)(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P2→P1→I1負(fù)載變化引起(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1補充電阻問題1.電阻串聯(lián)越多,總電阻越大2.電阻并的個數(shù)越多，并聯(lián)總阻值越小。在并聯(lián)個數(shù)不變時，其中一個阻值增大，并聯(lián)總阻值增大。1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表。從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1＝220sin(100πt)V，則()A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22VB.當(dāng)t＝1/600s時，c、d間電壓的瞬時值為110VC.單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

A2.(多選)如圖所示，是通過變壓器給用戶供電的示意圖，變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)電壓，基本穩(wěn)定，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶。輸電線的電阻用R0表示，用變阻器的電阻R表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)變阻器的滑動觸頭P向上移動時，以下說法正確的是()A.相當(dāng)于增加用電器的個數(shù)B.V1的示數(shù)隨V2示數(shù)的增大而增大C.A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小D.變壓器的輸入功率減小CDR1變式:若原線圈有負(fù)載R，則四表如何變化？3.如圖所示，理想變壓器原線圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R，不計電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后(

)A.電流表A2的示數(shù)減小B.電壓表V1的示數(shù)減小C.電壓表V2的示數(shù)不變D.電流表A1的示數(shù)不變AR四表如何變化？4(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是()A.原、副線圈匝數(shù)之比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶9C.此時a和b的電功率之比為9∶1D.此時a和b的電功率之比為1∶9AD5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，則()A.原、副線圈兩端的電壓之比為2∶1B.原、副線圈中的電流之比為2∶1C.原線圈兩端的電壓為88VD.副線圈兩端的電壓為88VAD1.