【课件】变压器（人教版2019选择性必修第二册）

第3节:变压器高中物理选择性必修第二册

第二章：安培力与洛伦兹力

第4节:互感和自感变压器的构造知道变压器的构造变压器的构造：变压器是由闭合的铁芯和绕在铁芯上两个线圈组成。原线圈：与交流电压连接的线圈副线圈：与负载连接的线圈变压器实物图变压器示意图变压器电学符号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？原线圈副线圈原线圈接交流电原线圈中的磁场发生改变在铁芯中产生变化的磁通量副线圈产生感应电动势副线圈中的磁通量随之发生改变副线圈有感应电流U2U1×～高中物理选择性必修第二册

第二章：安培力与洛伦兹力

第4节:互感和自感变压器的工作原理变压器利用互感原理工作的变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象工作的高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验探究高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感理想变压器理想变压器是一个理想化的模型

现实中的变压器：1．由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成能量损失2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成能量损失3．铁芯中有磁损耗，产生涡流造成能量损失理想变压器：我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器也是一个理想化模型。本章涉及的习题不做特殊说明我们一般认为是理想变压器。理想变压器的能量转化：变压器能输送电能是利用了电磁感应。在原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场，即电场的能量转变成磁场的能量；通过铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，于是在副线圈上产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量

理想变压器的输出功率等于输入功率高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感变压器原、副线圈电压与匝数的关系理论推导（理想变压器）原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感变压器原、副线圈电压与匝数的关系核心公式实验和理论分析都表明：理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器2、n2<n1

U2<U1——降压变压器高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感变压器原、副线圈电流与匝数的关系理论推导理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出理想变压器原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比此公式只适用于一个副线圈的变压器高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感理想变压器的规律变压器各量的制约关系理想变压器的规律→U1决定

U2①电压关系：→I2决定

I1→P出决定P入②功率关系：P入=P出③电流关系：高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感有多个副线圈的理想变压器的电压与匝数的关系理论推导原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有:

一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：多匝线圈的理想变压器的电压与匝数的关系n1n2n3U1U2U3高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感

一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：把和

代入上式得多匝线圈的理想变压器的电流与匝数的关系n1n2n3U1U2U3有多个副线圈的理想变压器的电流与匝数的关系1.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器自耦变压器的原副线圈共用一个线圈高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感几种常见的变压器自耦变压器

A电流互感器电压互感器V

使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感几种常见的变压器互感器高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感变压器的能量转化高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感科学漫步1．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表A1的示数是12mA，则副线圈中电流表A2的示数是()A．3mA B．48mAC．零 D．与R阻值有关C高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感2．手机无线充电是比较新颖的充电方式．如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量．当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近的受电线圈（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电．则受电线圈（副线圈）中产生的感应电动势（）A．恒定不变 B．周期性变化C．大小不变、极性不断变化 D．极性不变、大小不断变化B高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感3．如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为n1:n2，副线圈接一个阻值为R的电阻，则下列说法正确的是（）A．若ab之间接电压恒定的电源且电压为U，则R中的电流为B．若ab之间接交流电源且电压为U，则原线圈中的电流为C．若ab之间接交流电源且电压为U，增大n2，则副线圈的输出功率将增大D．若ab之间接交流电源且电压为U，增大R，则原线圈输入功率将增大C高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感4．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220V，额定功率为22W，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．B．C．原副线圈电流之比为1∶2D．原线圈输入功率为22WD高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感5．如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比为11:1，副线圈与理想电流表理想电压表以及负载电阻R连接成闭合回路，R两端电压随时间变化规律如图（b）所示。原线圈输入电压为U0的交变电流，负载电阻R=20Ω，下列说法中正确的是（）。A．变压器输入电压的最大值是B．电流表的示数为C．原线圈输入交流电的频率是50HzD．变压器的输入功率是10WA高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感6．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．原线圈的输入功率为B．电流表的读数为1AC．电压表的读数为D．副线圈输出交流电的周期为50sB高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感7．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为2200匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.2kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为（）A．440V和5.3A B．440V和10A C．240V和5.3A D．240V和10AB高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感8．理想变压器原线圈为1500匝，副线圈为500匝，原线圈接交流电源，副线圈接有电阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（）A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1BD高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感9．如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5:1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R=1Ω，其他各处电阻不计。下列说法正确的是（）A．在t=0.1s和0.3s时，穿过线圈的磁通量最大B．线圈转动的角速度为5πrad/sC．电压表的示数为2.83VD．电流表的示数为0.40ABD高中物理选择性必修第二册

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第4节:互感和自感10．如图所示是理想变压器的示意图，副线圈有一抽头M，原线圈接交流电。第一次把灯泡A（12V、12W）接在PN之间，灯泡A恰好正常发光；第二次把灯泡B（6V