交变电流变压器

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掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系.知识探究 新知探究点点落实一、变压器的原理及电压与匝数的关系［导学探究］如图1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（原线圈）通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈（副线圈）连到小灯泡上.连接电路，接通电源，小灯泡能发光.⑴两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？（2）小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？［知识梳理］变压器的工作原理及电压与匝数的关系：（1）互感现象是变压器工作的基础.因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用.（后两空填“变化”或“恒定”）（2）变压器中的电压与匝数的关系：Un①只有一个副线圈：U=.U24②有多个副线圈：U=U=U=-n1%巧［即学即用］判断下列说法的正误.⑴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.（ ）（2）输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.（）⑶我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失.（）（4）理想变压器不能改变交变电流的频率.（）二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系［导学探究］阅读教材回答下列三个问题：⑴什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？(2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.⑶根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.［知识梳理］变压器原、副线圈中功率关系和电流关系:(1)功率关系：P入=P出，即U1I尸U212.In(2)电流关系：①只有一个副线圈时，I=n2.I2n1②有多个副线圈时：nJ尸n22+n313+…［即学即用］一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40：1,则变压器原线圈中的电流为，副线圈中的输出电压为，输出功率为题型探究 至点尬点个个击破一、理想变压器基本关系的应用.电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比与一定时，输入电压U决定输出电压U，即U=叫.n2 1 2 2n1.功率制约：P出决定P入P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0,P入为0.n.电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比1一定，且输入电压U、确定时，副线圈中的输出电流12决定原n2 1 2nI线圈中的电流I1，即11=静.

【例1】如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20：1,两个标有“12V6W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想电表）的示数分别是（）图2图2A.A.120V,0.10AB.240V,0.025AD.240V,0.05AC.D.240V,0.05A二、理想变压器的动态分析【例2】（多选）如图3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值电阻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（）图3A.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-技巧点拨- 对理想变压器进行动态分析的两种常见情况:⑴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一12-P~PP~11出入1・（2）负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是々、电一U2一/2^P~PP~11出入1・

三、几种常见的变压器.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图4所示.降压 升压图4.互感器交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流.互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器.⑴电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压.（如图5所示）图5（2）电流互感器：实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流.（如图6所示）【例3】修选）图7甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是（）图7A.线圈匝数n1<n2，n3Vn4

B.线圈匝数n1>n2,n3>n4C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路-技巧点拨- 、.电压互感器应并联接入电路；电流互感器应串联接入电路..电压互感器是把高电压变成低电压，故原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2..电流互感器是把大电流变成小电流，故原线圈匝数%小于副线圈匝数n2.【例4】一自耦变压器如图8所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中（）图8A. U2>Uj U2 降低B. U2>Uj U2升高 C. U2<Uj U2降低 D. U2<U〃 U2升高达标检测当室检测巩固反爆1.（多选）如图9所示，LrL2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10人当室检测巩固反爆圈匝数比为100：1,乙图中原、副线圈匝数比为1：10,则（ ）A.甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB.甲图是电流互感器，输电电流是100AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VA.甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB.甲图是电流互感器，输电电流是100AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD.乙图是电流互感器，输电电流是100A2.如图10所示，理想变压器原线圈输入电压u=Umsincot副线圈电路中叫为定值电阻，R是滑动变阻器上和.『是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；■'和、是理想交流电流表，示数分别用11和12表示.下11和12表示电流的平均值U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、11变大D.滑片P向下滑动过程中，U2变小、/2变大3.(多选)如图11(a)中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1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随时间看按正弦规律变化，如图(b)所示.下列说法正确的是()@ tb)图11A.变压器输入、输出功率之比为4：1B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1：4u随t变化的规律为u=51sin(50%)VD.若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大强化训炼砧展提升40分钟课时作业强化训炼砧展提升一、选择题（1〜7题为单选题，8〜11题为多选题）1.如图所示的四个电路，能够实现升压的是1.如图所示的四个电路，能够实现升压的是（）2.如图1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■'的示数是12mA,则副线圈中电流表的示数是（）图1A.3mA B.48mAC.零 D.与R的阻值有关.如图2为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效A.副线圈中的电流比为1：2B.副线圈输出功率比为2：1C.副线圈的接入匝数比为2：1D.原线圈输入功率比为1：2.如图3甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率为10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Q图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（）图3A.变压器输入电压的瞬时值表达式为u=220<2sinn（V） B.电压表的示数为220VC.变压器原、副线圈的匝数比为11：1 D.变压器的输入功率为110W.钳式电流表的外形和结构如图4a、b所示.图b中电流表的读数为1.2A,图c中用同一电缆线绕了3匝，则（）图4A.这种电流表能测直流电流，图c的读数为2.4AB.这种电流表能测交变电流，图c的读数为0.4AC.这种电流表能测交变电流，图c的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图c的读数为3.6A.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220V的正弦交流电源上，如图5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匕则（）图5A.U=66V,k=9 B.U=22V,k=9 C.U=66V,k=3 D.U=22V,k=3.如图6所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则（）A.小灯泡变亮B.A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变.如图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，以下说法中正确的是（）图7A.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.如图8所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S,下列说法正确的是（）图8A.P向下滑动时，灯L变亮 B.P向下滑动时，变压器的输出电压不变C.P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D.P向上滑动时，变压器的输出功率变大.理想自耦变压器的原线圈接有如图9乙所示的正弦式交变电压，副线圈接有可调电阻R,触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是（）图9A.交变电源的电压u随时间t变化的规律是u=U0cos（1007t）B.若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大

C.若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D.若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大.如图10，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡。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