高中物理第十一章 第讲 变压器

第2讲变压器知识点理想变压器Ⅰ

1.构造和原理(如图所示)(1)主要构造:由_______、_______和_________组成。(2)工作原理:电磁感应的_____现象。原线圈副线圈闭合铁芯互感2.理想变压器的基本关系式(1)功率关系:______。(2)电压关系:

若n1>n2,为_____变压器;若n1<n2,为_____变压器。(3)电流关系:只有一个副线圈时,______;有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn。P入=P出降压升压3．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器。电压互感器：把_______变成_______。电流互感器：把_______变成_______。高电压低电压大电流小电流(2)互感器【思考辨析】(1)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用。(

)(2)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率。(

)(3)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压。(

)(4)变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之增大。(

)分析：变压器是依靠电磁感应工作的,恒定不变的电流不能产生变化的磁场,不满足产生感应电动势的条件,(1)对;变压器变压的原理是互感原理,当原线圈变化一个周期时,副线圈也变化一个周期,故原、副线圈磁通量的变化率完全相同,原、副线圈交变电流的频率也完全相同,(2)错;副线圈两端电压由原、副线圈匝数比和原线圈两端电压共同决定,与副线圈上所接负载无关,(3)错;变压器副线圈并联更多的用电器时,副线圈电流增加,原、副线圈电流之比由匝数比决定,因此原线圈电流相应增加,(4)对。考点1理想变压器的工作原理和基本量的关系(三年12考)

深化理解【考点解读】1.工作原理

2.理想变压器及其原、副线圈基本量的关系理想变压器①没有能量损失(铜损、铁损)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P入=P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比,与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈时,电流和匝数成反比;有多个副线圈时,由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等理想变压器①没有能量损失(铜损、铁损)②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定【典例秩透析1】(2直01藏2·山东蛛高考牧改编)图甲购是某六燃气著炉点矛火装置的袄原理文图。椒转换禾器将抛直流移电压凶转换细为图充乙所洁示的凝正弦拍交变砌电压,并加骡在一赚理想贯变压瓣器的桃原线冷圈上,变压腔器原邀、副森线圈播的匝雄数分别痛为n1、n2,为交宣流电忽压表练。当断变压茎器副立线圈财电压惨的瞬敬时值大部于50蔑00惩V时,就会撑在钢乒针和夺金属傻板间奏引发海电火牺花进时而点氧燃气体。适以下进判断咽正确奏的是()A.电压协表的岭示数掠等于5起VB.电压继表的蜓示数拐等于VC.实现联点火碑的条优件是=1史0爷00D.实现普点火屈的条决件是<1特0驻00【解题秀探究】(1虑)在交烟流电贝路中,交流崖电压岛表测匪量的际是交基流电厕压的__陵__皇__善_。(2毙)变压区器原刚、副菌线圈买电压州与线翼圈匝柜数的谋关系:_强__绣__登__有效汪值【解析】选B。由u-爽t图像端可知散最大言电压械值为5闻V，故帆有效调值为V，交坐流电谢压表区测量图的是保有效歪值，A错，B对；电由变血压器炊电压与划线圈尚匝数尤的关役系可康知，从当锻变压陈器副斑线圈晨电压的拍瞬时结值大柏于5伟00蓬0脊V，即5店>5间0伍00，所胳以>1膛0衰00，C、D均错舱。【总结容提升】基本隆量关姓系解球题的淘两点跑提醒(1提)理想久变压羊器的鸡应用状中要盼注意丢副线喝圈和腹原线汗圈功鱼率相摊等这除个特兵点,电流游关系鼓的推贞导是流以其伯为依哗据的打。(2侍)变压勾器的江以上肾关系壁都是迈根据“口”字型劲铁芯裤的变汤压器段推出济的。格如果乞变压属器不科是“口”字型厘铁芯,应根尊据变战压器猎的原明理及伪各线抢圈中铃磁通锁量的旅关系滤推导怕出各央物理肆量的秋关系均。【变式惧训练】(2偿01卖2·海南尚高考)如图,理想泡变压呈器原双、副翠线圈根匝数该比为20才∶1销,两个收标有“12利V,熟6舱W”的小汇灯泡玩并联究在副耻线圈宝的两异端。块当两阳灯泡东都正谅常工茎作时,原线测圈电盖路中抵电压恐表和徒电流止表(可视疑为理僚想的)的示驰数分暴别是()A.危12苗0V婚,0禽.1岛0属A棕B.广24队0V单,0悄.0座25昂AC.端12溉0V渗,0霞.0丸05巡寿A建D.恐24匪0V乡丰,0竭.0五5糊A【解析】选D。灯贤泡正坟常工技作,副线离圈电俭压U2=1胃2V刚,副线效圈电技流I2=2限×逮A严=1船A,根据茧匝数触比得林原线蛛圈电漠流I1=解I2=0盯.0音5A庸,原线圈电缸压U1=2贯0U2=2皮40父V,选项D正确,其他这选项丛错误薄。【变式终备选】如图茄所示,理想惨变压槐器的爸原、慢副线捧圈匝跨数比圆为1∶竟5,原线板圈两牺端的舟交变喜电压亡为u=授20爱s旁in硬10倚0π繁t(检V)。氖身泡在两杀端电兽压达隆到10满0V时开黎始发归光,下列中说法目中正连确的踩有()A.开关朽接通味后,氖泡泰的发掀光频砍率为50吐H乓zB.开关沈接通挠后,电压眠表的般示数叔为10费0水VC.开关烫断开甩后,电压雁表的哨示数忽变大D.开关梢断开糖后,变压可器的则输出脾功率味不变【解析】选B。由愁于副测线圈析电压屋由原义线圈圆决定,则不号论负宝载如盏何变翁化,电压乖表的恢读数母不变,始终荒为有磁效值10玻0葱V,悦B正确,C错误;交流歉电每沈个周站期内治氖泡峰发光搬两次,每秒获发光10目0次,则氖前泡发斜光频迎率为10卡0毫Hz蹲,A错误;开关欢断开辈后,负载刷电阻桂增大咏、电砖流减圆小,则变睬压器慢的输璃出功容率减疑小,D错误跨。考点2理想急变压澡器的传动态狭分析(三年7考)解题谱技巧【考点求解读】常见速的理傻想变辩压器董的动庸态分给析问脱题一班般有炼两种:匝数谁比不汽变的茄情况确和负能载电定阻不寻变的暮情况睛。1.匝数洋比不槽变的煎情况(如图据所示)(1授)U1不变,根据铜输勉入电射压U1决定沸输出湖电压U2,可以建得出不论娘负载狂电阻R如何典变化,U2不变景。(2含)当负章载电爸阻发懒生变典化时,I2变化,根据万输出努电流I2决定决输入棵电流I1,可以铸判断I1的变牧化。(3吧)I2变化防引起P2变化,根据P1=P2,可以杆判断P1的变摩化。2.负载诞电阻聋不变暑的情孝况(如图型所示)(1员)U1不变,发生朵变化,U2变化继。(2祥)R不变,U2变化,I2发生修变化窑。(3盈)根据权和P1=P2,可以猎判断P2变化超时,P1发生致变化,U1不变时,I1发生惜变化门。【典例雄透析2】(2结01宇3·杭州庭模拟)如图恰所示,理想墙变压指器原卷、副线烧圈的我匝数哗比为10蹲∶1观,b是原爪线圈犁中心跌的抽恶头,电压翻表和豪电流表均局为理渔想电宽表,从某衣时刻处开始锋在原逢线圈c、d两端权加上志交变供电压,其瞬息时值寄表达赖式为u1=胜s悲in芽10异0π参t(盯V)蛇,则()A.当单腹刀双维掷开鲁关与a连接嘉时,电压绵表V1的示渗数为22求VB.当t=龟s时,电压舅表V0的读僵数为11灯0查VC.单刀蜻双掷暗开关蛋与a连接,当滑港动变版阻器队滑片P向上买移动贱的过边程中,电压疲表V1的示仍数增靠大,电流伟表示坑数变妻小D.当单蚀刀双蛙掷开番关由a扳向b时,电压废表V1和电以流表察的示桂数均私变小【解题替探究】(1户)请分基析当弓开关叮接a时,滑片P上移,负载执电阻勿如何晴变化?原、这副线津圈的制电压怜如何害变化?提示爱：负载筹电阻嘴变大刊。原策、副朱线圈撞电压穗不变施。(2钢)请分浑析当执开关营由a扳向b时,原、康副线灯圈电探压的齐变化荒。提示岩：原线味圈电隐压不遥变。慌副线铁圈电扎压变捎大。【解析】选C。原与线圈愁输入息电压问的有坝效值扩为22炼0V亭,由电势压比及电嚷表测组得的梳有效两值可灭知,当单血刀双习掷开阻关与a连接奥时,副线圈粮输出樱电压U2=2户2V形,而U2=UR0+所以伸电压购表V1的示异数小迹于22惯V,标A错;由瞬荣时值炉表达赠式可夫知当t=值s时,电压扔瞬时与值为11仿0母V,而电剥压表宵示数异为有狗效值,则电序压表V0的读开数为22乳0V遣,B错;单刀畏双掷搜开关靠与a连接,当滑盏动变靠阻器闲滑片P向上搬移动川的过成程中,R接入搭电路佣的阻拒值增德大,而U2不变,电流孔表示晚数减哀小,电压蓄表V1示数踏增大,C对;当单泄刀双值掷开代关由a扳向b时,变压率器原弊线圈牺匝数减洞小,所以中副线铁圈输冬出电栽压增提大,电压青表V1和电峡流表庄的示四数均变大,D错。【总结闻提升】变压漠器动尊态问菌题分可析的脑思路布流程【变式追训练】(2瓜01狸2·福建午高考)如图,理想安变压支器原床线圈紫输入杜电压u=雕Umsi乡丰nω重t,副线炭圈电征路中R0为定微值电貌阻,R是滑趣动变竿阻器放。V1和V2是理睡想交舍流电兴压表,示数晴分别颗用U1和U2表示;A1和A2是理艺想交丝式流电杆流表,示数述分别问用I1和I2表示伟。下服列说废法正改确的颤是()A.宅I1和I2表示仅电流上的瞬再时值B.剃U1和U2表示倚电压险的最驶大值C.滑片P向下助滑动飞过程探中,U2不变质、I1变大D.滑片P向下饶滑动纱过程拒中,U2变小专、I1变小【解析】选C。交槽流电骨压表把和交剃流电毁流表文显示堂的示前数都亩为有屈效值,A、B错。弟由于歇输入词端电贿压U1和理射想变晋压器削匝数乳比不泡变,所以U2不变支。滑竖片P向下歪滑动商过程茧中,电阻嫌变小,电流I2变大,输出因功率辣变大,则输巩入功钟率变璃大,电流I1变大,C对、D错,故选C。【备选削例题】【典例柔透析】如图触所示,接于舞理想莲变压蠢器中娘的四馆个规市格相铁同的夸灯泡杜都正围常发截光,那么,理想窗变压烧器的铃匝数饱比n1∶n2∶n3为多省少?考查内容多线圈变压器问题【规范潮解答】灯泡鸟正常么发光,可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2持U3。由变志压器帮的电泽压比控公式所以n2=2蔽n3。同理,灯泡吸正常晶发光,功率逗相等,即PA=PB=PC=PD。由P=脖I2R,得IA=IB=IC=ID,即I1=I2=I3。由U1I1=U2I2+U3I3得n1I1=n2I2+n3I3,即n1=n2+n3=2垮n3+n3=3适n3,所以n1∶n2∶n3=3片∶2似∶1。答案如：3∶眉2∶映1自耦乞变压百器问撕题【典例】(1碎0分)自耦吵变压菜器①铁芯爷上只刘绕有一个谁线圈,原、志副线念圈都步只取和该线念圈的苦某部分。铲一升咬压式量自耦天调压标变压匠器的祥电路丽如图狸所示,其副斩线圈魄匝数孙可调呆。已联知变恼压器障线圈弄总匝蝇数为19乏00匝,原线圈密为11碎00匝,接在条有效辈值为22丸0V的交膊流电堡源上继。当②变压沙器输彻出电饶压调妹至最热大时,负载③R上的捕功率驳为2.脊0k燃W。设览此时经原线宽圈中惠电流瓦有效正值为I1,负载每两端寇电压俭的有坟效值思为U2,且④变压摩器是惭理想削的,则U2和I1分别勇约为摇多少?【审题——抓住贴信息津，快容速推壮断】关键信息信息挖掘题干①铁芯上只绕有一个线圈原副线圈的磁通量时刻相同,变化率相同,和普通变压器的原理相同,基本量的关系相同②变压器输出电压调至最大时副线圈为最大匝数1900匝时,输出电压最大③R上的功率为2.0kW原副线圈的功率相同,注意单位换算④变压器是理想的利用理想变压器的基本关系和制约关系求解【答题——规范抄解题紫，步拿步得狡分】由理壁想变笔压器剪原、渴副线倾圈中曾电压制得:陶(迎2分)电流榴关系践可得:阻(任2分)功率蹦关系绳可得:U1I1=P2,该(2分)所以喉当变恼压器袭输出戏电压厨调至旗最大卸时,副线享圈的惰匝数世也最碌大n2=1咳90笔0匝,负载R上的眠功率校也最我大为2.太0k对W,则(2分)(2分)答案双：38宋0V9.滨1闯A【双基供题组】1.愿(2君01慢3·渝北伯模拟)如图说所示,一理繁想变剃压器饥原副落线圈殿的匝湿数比与为1∶裂2;副线江圈电抹路中就接有孤灯泡,灯泡按的额江定电钢压为22帝0V司,额定掠功率答为22及W阳;原线吹圈电追路中控接有积理想荒电压碑表和豪理想眼电流原表。伞现闭引合开定关,灯泡城正常珠发光怒。若平用U和I分别网表示插此时厉电压群表和捎电流吊表的轻读数,则()A.光U=虑11照0V芝,I棋=0林.2垂AB.室U=惑11袭0V吨,I序=0择.0慌5狠AC.何U=稳11帐0馆V,着I=刷0.忆2AD.敲U=罩11非0冠V,激I=遥0.渠2冤A【解析】选A。由她变压减原理巩可秧得U1=1耍10深V,即电刷压表写示数为11水0V。由P入=P出,灯泡嫂正常童发光灶可得P入=U1I1=P出=2外2W蓄,I1=穗A炒=0泥.2惯A律,故A正确象。2.六(2俩01荐3·黄山围模拟)如图积所示穿的交歉流电路中,理想由变压暗器输恩入电捉压为U1,输入获功率为P1,输出构功率阶为P2,各交紫流电非表均就为理恒想电坐表。阀当滑墙动变凤阻器R的滑焦动头或向下快移动份时()A.灯L变亮B.各个铅电表摔读数珠均变祸大C.因为U1不变,所以P1不变D.练P1变大,且始研终有P1=P2【解析】选D。滑捧动头戚向下核移动青时,变阻榆器R的实冻际应叙用阻翁值变染小,变压水器负狂载总演电阻缎变小,副线告圈总壁电流溉增大,R0上电扁压降顿增大,因此外电压雀表示音数变警小,灯L变暗,而电屿流表炼示数地变大,故A、B均错康误;U1虽然务不变,但输老入端巩电流写增大,故有P1=U1I1增大,但理日想变缠压器延始终畅有P1=P2,所以C错误,D正确酬。【高考经题组】3.爸(2佳01前2·重庆枕高考)如图专所示,理想亩变压提器的跟原线秋圈接青入u=红11烟0展00顿s膏in案10月0π嫌t(犁V)的交宾变电竹压,副线多圈通熊过电善阻r=外6Ω的导甩线对“22尺0V88醉0厕W”的电效器RL供电,该电职器正挑常工驱作。拦由此可劝知()A.原、恒副线院圈的衡匝数柔比为50卧∶1B.交变右电压总的频惊率为10欧0较HzC.副线播圈中物电流映的有拌效值溪为4兼AD.变压浙器的套输入婆功率佣为88呢0映W【解析】选C。因币为用长电器屯正常骨工作,可知扁