3.3 变压器 课件 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.3变压器你知道生活中各用电器电压吗？4.2V到5.3V3到4万伏各种用电器所需电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？见过变压器吗？回顾:1.感应电动势条件？大小？2.什么是互感？

2.示意图铁芯原线圈副线圈3.电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘1.构造：(1)闭合铁芯和绕在铁芯上的两个绝缘线圈组成(2)原线圈(初级线圈):与电源连接的线圈，匝数用n1表示(3)副线圈(次级线圈):与负载连接的线圈，匝数用n2表示输入电压：U1;输出电压：U2.

一.变压器的构造

思考: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？二.变压器的工作原理能量转化:电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)问题1:若给原线圈接(恒定)直流电压U1,副线圈电压U2?=0:互感现象特点：改变交变电流的电压，不改变交流电的周期和频率。若是电流大小不变变化的直流电呢？I1I1I2

理想变压器特点:三.理想变压器的规律1.电压关系：扩展:若副线圈有n组:(副线圈只有一组的情况)(1)变压器铁芯内无漏磁，无发热损失。(2)原副线圈不计内阻，即无能量损失。原、副线圈两端电压之比，等于两个线圈的匝数之比原、副线圈电流与这两个线圈的匝数成反比

3.电流规律:(适用于一组副线圈的变压器)2.功率关系:P1=P2扩展:当有多组副线圈时：(输入功率P1等于输出功率P2)I1I1I2P1P2

输入输出电压、电流、功率大小之间的制约关系2.功率制约:输出功率P2决定输入功率P1P2决定P11.电压制约:输入电压U1决定输出电压U2U1决定U23.电流制约:输出电流I2决定输入电流I1I2决定I1原、副线圈的匝数n1/n2比一定时P1P2规律:除了电压正向制约，其余反向制约1.(多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险C.变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出

ACD2.(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝6Ω，A、B端输入电压

。下列说法正确的是()A.电流频率为50HzB.电压表的示数为24VC.电流表的示数为0.5AD.变压器的输入功率为6WAD

几种常见的变压器1.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。

2.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。(1)电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压。(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。电压互感器是降压变压器电流互感器是升压变压器1.

如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220V，n0＝2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1100匝、2200匝。电动机M的内阻r＝4Ω，额定电压为U＝220V，额定功率P＝110W。下列判断正确的是()A.当选择挡位3时，电动机两端电压为110VB.当挡位由3变换到2时，电动机消耗的功率增大C.当选择挡位2时，电动机的热功率为1WD.当选择挡位4时，电动机的输出功率为110WA

2.一自耦变压器如图所示，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(

)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.(多选)图甲、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(

)A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．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CD理想变压器的动态分析P1P21.三个制约关系(2)功率制约:P2决定P1(1)电压制约:U1决定U2(3)电流制约:I2决定I12.动态分析顺序(均为U1不变)(1)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→I2→P2→P1→I1负载变化引起(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n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1补充电阻问题1.电阻串联越多,总电阻越大2.电阻并的个数越多，并联总阻值越小。在并联个数不变时，其中一个阻值增大，并联总阻值增大。1.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin(100πt)V，则()A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB.当t＝1/600s时，c、d间电压的瞬时值为110VC.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小

A2.(多选)如图所示，是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用R0表示，用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时，以下说法正确的是()A.相当于增加用电器的个数B.V1的示数随V2示数的增大而增大C.A1的示数随A2示数的减小而减小D.变压器的输入功率减小CDR1变式:若原线圈有负载R，则四表如何变化？3.如图所示，理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后(

)A.电流表A2的示数减小B.电压表V1的示数减小C.电压表V2的示数不变D.电流表A1的示数不变AR四表如何变化？4(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a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。下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数之比为9∶1B.原、副线圈匝数之比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9AD5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶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，则()A.原、副线圈两端的电压之比为2∶1B.原、副线圈中的电流之比为2∶1C.原线圈两端的电压为88VD.副线圈两端的电压为88VAD1.