18-19第5章4变压器

18-19第5章4变压器

学习目标知识脉络

1．了解变压器的构造及几种常见的变压器．

2．理解互感现象和变压器的工作原理．(重点)

3．掌握理想变压器的电压与匝数的关系及应

用．(重点)

4．掌握理想变压器的功率关系，并导出原、

副线圈中的电流关系及应用．(难点)

[知识梳理]

【一】变压器的原理

1．变压器的构造

由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图5-4-1所示．

图5-4-1

(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈．

(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈．

2．原理：互感现象是变压器的工作基础．原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．3．作用：改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．

4．注意：

(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．

(2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．

(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的．

【二】电压与匝数的关系

1．理想变压器

(1)定义：没有能量损失的变压器．

(2)特点：

①变压器铁芯内无漏磁．

②原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热．

③铁芯中不产生涡流．

2．原、副线圈的电压关系

(1)对理想变压器，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的ΔΦΔt ，根据法拉第电磁

感应定律有E 1＝n 1ΔΦΔt ，E 2＝n 2ΔΦΔt ，所以E 1E 2＝n 1n 2

. (2)由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的

电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1n 2.当有多组线圈时，那么有U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3

＝… 3．两类变压器

(1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器．

(2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈电压高的变压器．

[基础自测]

1．思考判断

(1)变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压．(√)

(2)实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器．(√)

(3)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率．(×)

(4)理想变压器是客观存在的．(×)

(5)U 1U 2＝n 1n 2

适用于任何理想变压器．(√) 2．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的选项是( )

A 、穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1

B 、穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等

C 、原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1

D 、正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1

【解析】 对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，选项A 、B 、C 错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，选项D 正确．

【答案】 D

3．如图5-4-2所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A 1的示数是12 mA ，

那么电流表A 2的示数为( )

【导学号：57272111】

图5-4-2

A 、3 mA

B 、0

C 、48 mA

D 、与负载R 的值有关

【解析】 导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n 1中通过的是恒定电流，不能引起穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈上无感应电动势出现，所以A 2中无电流通过．

【答案】 B

[合 作 探 究·攻 重 难]

理想变压器的基本关系

1．电压关系

U 1∶U 2∶U 3∶…＝n 1∶n 2∶n 3∶…或U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3

＝… 2．功率关系

输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出，U 1I 1＝U 2I 2.

3．电流关系

由功率关系可知，当只有一个副线圈时，I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1

； 当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…

4．原、副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同．

如图5-4-3所示，理想变压器原、副

线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和

均为理想电表，灯泡电阻R L＝6 Ω，AB 两端电压u1＝122sin 100πt(V)．以下说法正确的选项是()

图5-4-3

A、电流频率为100 Hz

B、的读数为24 V

C、的读数为0.5 A

D、变压器输入功率为6 W

【解析】根据u1＝122sin 100πt(V)及U＝U m

2

知U1＝12 V，f＝ω

2π

＝50 Hz，选

项A错误；根据U1

U2＝n1

n2

得U2＝n2

n1U1＝

1

2×12 V＝6 V，即

的读数为6 V ，选项B 错误；又I 2＝U 2R L

＝66 A ＝1 A ，即的读数为1 A ，选项C

错误；根据P 1＝P 2及P 2＝U 22R L

＝626 W ＝6 W ，选项D 正确． 【答案】 D

变压器中提到的电压关系、电流关系、电路中电表的示数等，指的都是交流电的有效值.

[针对训练]

1．如图5-4-4所示，将额定电压为60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V 和2.2 A ．以下判断正确的选项是( )

A 、变压器输入功率为484 W

B 、通过原线圈的电流的有效值为0.6 A

C 、通过副线圈的电流的最大值为2.2 A

D 、变压器原、副线圈匝数比n 2∶n 1＝11∶3

图5-4-4

【解析】 变压器的输入功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W ＝132 W ，选项A 错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝60220＝311，选项D 正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1

I 2＝113×2.2 A ＝8.1 A ，选项B 错误；根据I ＝

I m 2

得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝115 2 A ，选项C 错误．

【答案】 D

理想变压器工作时的制约关系

1．电压制约

输入电压U 1决定输出电压U 2.当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2

一定时，输出电压U 2由输入电压U 1决定，即U 2＝n 2U 1n 1. 2．电流制约

输出电流I 2决定输入电流I 1.当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2

一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1＝n 2I 2n 1

.而变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定，I 2＝P 2U 2

. 3．功率制约

输出功率P 2决定输入功率P 1.变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，即P 2＝P 负1＋P 负2＋…P 2增大，P 1增大；P 2减小，P 1减小；P 2为零，P 1为零．

如图5-4-5所示，为一理想变压器，

S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器触头，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流强度，那么以下说法错误的选项是( )

【导学号：57272112】

A 、保持U 1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I 1将增大

B 、保持P 的位置及U 1不变， S 由b 合到a 时，R 消耗的功率将减小

C 、保持U 1不变， S 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大

D 、保持P 的位置不变， S 合在a 处，假设U 1增大，I 1将增大

图5-4-5

【解析】 S 由a 合到b 时，n 1减小，由U 1U 2＝n 1n 2

可知U 2增大，P 2＝U 22R ，P 2随之增大，而P 2＝P 1，又P 1＝U 1I 1，从而I 1增大，A 正确； S 由b 合到a 时，与上

述情况相反，P 2应减小，B 正确；P 上滑时，R 增大，因P 2＝U 22R ，所以P 2减小，

又P 1＝P 2，P 1＝U 1I 1，从而I 1减小，C 错误；U 1增大，由U 1U 2＝n 1n 2

可知U 2增大，所以P 2增大，因而I 2增大，由I 1I 2＝n 2n 1

，所以I 1也增大，D 正确． 【答案】 C

两类理想变压器的动态分析问题

(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 →I 2→P 2→P 1→I 1.

(2)负载电阻不变，分析各物理量随原、副线圈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.

[针对训练]

2．(多项选择) 如图5-4-6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，以下说法正确的选项是()

A、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

图5-4-6

【解析】由于U1保持不变，由U1

U2

＝n1

n2

可知，副线圈的输出电压U2不变，B正

确；P向下滑动时，灯泡L两端的电压为U2，保持不变，灯泡的亮度不变，A 错误；P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻R

总变小，根据P2＝U22

R总

可知，变压器的输出功率变大，由P1＝U1I1＝P2可知，变压器的输入电流增大，C错误，D正确．

【答案】BD

变压器和分压器

变压器和分压器都能起到改变电压的作用，但二者有着本质区别，如图5-4-7所示．

图5-4-7

(1)变压器是一种电感性仪器，是根据电磁感应原理工作的；而分压器是一种电阻性仪器，是根据电阻串联分压原理工作的．

(2)变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压；而分压器既可改变交流电压，也可改变直流电压．

(3)变压器可以使交流电压升高或降低；而分压器不能使电压升高．

(4)对于理想变压器，电压与线圈匝数成正比，即U ab∶U cd＝n1∶n2；而对于分压器，电压与电阻成正比，即U ef∶U gh＝R ef∶R gh.

(5)假设在cd间、gh间分别接入负载电阻R0后，对于变压器，U cd不随R0的变化而变化；而对于分压器，U gh将随R0的增大而增大，随R0的减小而减小．(6)理想变压器工作时，穿过铁芯的磁通量是一定的，线圈两端的电压遵循法拉

第电磁感应定律，两线圈中存在E 1＝n 1ΔΦΔt ，E 2＝n 2ΔΦΔt .而分压器工作时，回路电

流为定值，遵循欧姆定律，即U ef ＝IR ef ，U gh ＝IR gh .

(7)理想变压器的输入功率随输出功率的变化而变化，且始终相等，即P 入＝P 出；而分压器空载时，输入功率P 入＝I 2R ef 不变．

如图5-4-8甲、乙所示电路中，当A 、

B 接10 V 交变电压时，

C 、

D 间电压为4 V ，M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间电压也为4 V ．现把C 、D 间接 4 V 交流，P 、Q 间接 4 V 直流，下面哪个选项可表示A 、B 间和M 、N 间的电压( )

图5-4-8

A 、10 V 10 V

B 、10 V 4 V

C 、4 V 10 V

D 、10 V 0

【解析】 对于题图甲，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，相当于一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C 、D 作为输入端，

A 、

B 作为输出端时，相当于一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以

C 、

D 接4 V 交流时，A 、B 间将得到10 V 交流．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等．所以当P 、Q 接4 V 直流时，M 、N 两端的电压也是4 V .

【答案】 B

[针对训练]

3．在如图5-4-9所示的两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V；假设分别在c、d与g、h 的两端加上110 V的交流电压，那么a、b间与e、f间的电压分别为()

图5-4-9

A、220 V,220 V

B、220 V,110 V

C、110 V,110 V

D、220 V,0

【解析】对变压器，根据U1

U2

＝n1

n2

可得U ab＝220 V；对分压器来说，当gh间接

上110 V电压时，ef间电压U ef＝110 V，故B选项正确．

【答案】 B

[当堂达标·固双基]

1．对理想变压器作出的判断正确的选项是()

A、高压线圈匝数多、电流大、导线粗

B、低压线圈匝数少、电流小、导线细

C、高压线圈匝数多、电流大、导线细

D、低压线圈匝数少、电流大、导线粗

【解析】电压高的匝数多，电流小，用细线．电压低的匝数少，电流大，用粗线．

【答案】 D

2．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的选项是()

A、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变

B、穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等

C、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势

D、原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈

【解析】通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C 正确；线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D错误．

【答案】 C

3．(多项选择)理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为

U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，以下说法中正确的选项是()

【导学号：57272113】A、I1由I2决定B、U2与负载有关

C、P1由P2决定

D、以上说法都不正确

【解析】对理想变压器的电流关系可写成I1＝n2

n1I2，即原线圈中的电流由副线

圈中的电流决定；同理，由U1

U2＝n1

n2

知，副线圈中的电压由原线圈中的电压决定；

功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项A、C正确，B错误．【答案】AC

4．(多项选择)如图5-4-10是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正确的选项是()

A、副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的

B、输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能

C、输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能

D、输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去

图5-4-10

【解析】变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从而引起副线圈中磁通量变化，产生电动势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故B正确，C、D错误．

【答案】AB

5．如图5-4-11所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶2，副线圈与阻值R＝10 Ω的电阻相连，原线圈两端所加的电压u＝102sin 100πt(V)，以下说法正确的选项是()

A、交流电压表的示数为14.1 V

B、原线圈中的电流为4 A

C、电阻R消耗的电功率为400 W

D、副线圈中交流电的频率为100 Hz

图5-4-11

【解析】由交流电的瞬时值可得电压的最大值为10 2 V，所以电压的有效值为10 V，交流电压表的示数为电压的有效值，所以电压表的示数为10 V，所以

A错误；根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为20 V，所以电阻R上消

耗的电功率为P＝U20

R ＝202

10W＝40 W，所以C错误；副线圈的电流为I2＝

U

R

＝20

10

A＝2 A，根据电流与匝数成反比可得，原线圈中的电流为4 A，所以B正确；变

压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出交流电的频率为f＝1

T ＝ω

2π

＝100π

2πHz

＝50 Hz，所以D错误，应选B. 【答案】 B

高中物理人教版选修3选修3-2第五章第4节变压器D卷(练习)

高中物理人教版选修3选修3-2第五章第4节变压器D卷(练习) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共3题；共6分) 1. （2分）(2019·惠州模拟) 如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U的正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小。现增大照射光强度，则（） A . 通过原线圈的电流减小 B . 变压器的输出功率增大 C . R1两端的电压减小 D . R2消耗的功率增大 2. （2分）(2019·南宁模拟) 如图甲所示，一理想变压器原线圈接上如图乙所示的正弦交流电，与副线圈相连的两个灯泡规格均为“110V40W”，电表均为理想电表，原、副线圈匝数比为2：1，开关K闭合前，电路正常工作。则闭合开关K后（） A . 灯泡将烧毁 B . 电流表示数增大 C . 经过灯泡的交流电频率为25Hz D . 变压器的输入功率增大一倍

3. （2分） (2020高三上·新昌月考) 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，R1、R2、R3为三只阻值均为10 的相同电阻，C为电容器，输入端接入如图乙所示的交变电压。以下说法中正确的是（） A . 通过R1的电流最大值为2 A B . 副线圈输出电压的瞬时值表达式为 (V) C . 电阻R3的电功率为20W D . 通过R2的电流始终为零 二、多项选择题 (共5题；共15分) 4. （3分）(2016·吉林模拟) 如图所示,动圈式话筒能将声音信号转化为电流信号（交变电流）,产生的电流信号再经过阻抗变压器后输出到扩音机,阻抗变压器除可进行阻抗匹配外,还可以减少信号沿导线传输过程中的电能损失,关于话筒内的这只阻抗变压器,下列说法中正确的是（） 5. （3分） (2017高二下·安徽期中) 如图所示为一理想变压器，电路中的开关S原来断开，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是（）

高中物理第五章第4节变压器解析版新人教版选修3_2

变压器 变压器的原理 电压与匝数的关系 1．变压器 (1)构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。 ①原线圈：与交流电源连接的线圈； ②副线圈：与负载连接的线圈。 (2)变压器的工作原理：变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。 (3)作用：改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率。 (4)原、副线圈的作用 ①原线圈在其所处回路中充当负载； ②副线圈在其所处回路中充当电源。 2．电压与匝数的关系 (1)理想变压器：没有能量损失的变压器。 (2)电压与匝数的关系：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，即：U 1U 2＝n 1n 2 。 (3)两类变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压。( ) 2．实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。( ) 3．理想变压器可以改变交变电流的频率。( ) 4．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈。( ) 答案：1.√ 2.√ 3.× 4.× [释疑难·对点练] 1．理想变压器的特点 (1)变压器铁芯内无漏磁。 (2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。 2．电动势关系

由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的ΔΦ Δt ，根据法拉第 电磁感应定律有E 1＝n 1ΔΦΔt ，E 2＝n 2 ΔΦΔt ，所以E 1E 2＝n 1 n 2 。 3．电压关系 由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1 n 2 。 4．探究理想变压器电压与匝数的关系过程 (1)多用电表交流电压挡量程选择及读数：要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电的最大量程进行测量。 (2)可拆变压器的组装：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。 (3)设计实验数据记录表： (4) (5)改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压：改变输入电压，输出电压也随之改变，但是两者的比值不变。 (6)对调原、副线圈，重新测量输入、输出端电压：对调原、副线圈后，输出端电压发生变化，两者的比值为对调前的倒数。 (7)改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压：改变线圈匝数后，输出电压随之变化，输入、输出电压的比值也随之变化。 (8)实验结果分析及结论得出：在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比，数学表达式为：U 1U 2＝n 1n 2 。 [试身手] 1．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，下列说法中正确的是( ) A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B ．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等 C ．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D ．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 解析：选D 对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，选项A 、B 、

高中物理人教版选修3选修3-2第五章第4节变压器A卷

高中物理人教版选修3选修3-2第五章第4节变压器A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共3题；共6分) 1. （2分）(2019·江苏模拟) 可调式理想变压器示意图如图所示，原线圈的输入电压为U1 ，副线圈输出电压为U2 ， R为电阻。将原线圈输入端滑动触头P向下移动时。下列结论中正确的是（） A . 输出电压U2增大 B . 流过R的电流减小 C . 原线圈输入电流减小 D . 原线圈输入功率不变 【考点】 2. （2分）(2019·重庆模拟) 如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格完全相同的灯泡均正常发光，则该理想变压器的匝数比n1：n2：n3 为（） A . 3：2：1 B . 3：1：1 C . 1：1：1 D . 4：2：1

【考点】 3. （2分） (2020高二下·温州期中) 如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路接滑动变阻器R，V、A为理想电流表和电压表。若原线圈接入图乙所示的正弦交变电压，此刻电压表的示数为110V，下列表述正确的是（） A . 当R变大时，电压表读数变大 B . 当R变小时，电流表读数变小 C . 原、副线圈的匝数比为2：1 D . 原线圈中交变电压的频率为100Hz 【考点】 二、多项选择题 (共5题；共15分) 4. （3分）(2020·海南模拟) 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2＝2：1，电源电压u＝12 sin100πt（V），电阻R1＝4Ω，R2＝2Ω，它们消耗的功率分别为P1、P2 ，则（） A . P1＝4W

B . P1＝16W C . P2＝2W D . P2＝8W 【考点】 5. （3分） (2019高二下·哈尔滨期中) 如图所示，一理想变压器的原、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R ，输入端ab间接在电压有效值恒定为220V的正弦交流电源上，不计一切导线电阻，则（） A . 左右两个电阻R上消耗的功率之比为1:1 B . 左右两个电阻R上分得的电压之比为1:2 C . 副线圈的输出电压有效值U=88V D . 若只将变压器原、副线圈匝数比改为1:2，则副线圈输出电压有效值U不变 【考点】 6. （3分） (2019高二下·长春月考) 图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内（）

《名师同步导学》2014高考物理一轮复习单元卷__人教版选修3-2_第5章_第4节_变压器

第五章 第4节 变压器 一、选择题 1．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( ) A ．交流电的频率 B ．磁通量的变化率 C ．功率 D ．交流电的峰值 解析：理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B 、C 项正确，变压器的原理是互感现象，其作用改变电压不改变频率，A 项正确，D 项错误． 答案：ABC 2．对理想变压器，下列说法中正确的是( ) A ．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大 B ．原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大 C ．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化 D ．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 解析：理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A 、B 正确，C 、D 错误． 答案：AB 3．(2012·高考全国课标卷)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1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 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2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( ) A ．380 V 和5.3 A B ．380 V 和9.1 A C ．240 V 和5.3 A D ．240 V 和9.1 A 解析：对理想变压器有U 2＝n 2n 1U 1＝380 V ，由P 2＝I 2U 2得I 2＝P 2U 2＝2 000380 A ≈5.3 A ．依据I 1I 2＝n 2n 1得I 2＝n 2n 1I 2＝1 9001 100 ×5.3 A ≈9.1 A ，故只有选项B 正确． 答案：B 4．如图所示为理想变压器．原线圈的匝数为1 000匝，两个副 线圈n 2＝50匝，n 3＝100匝，L 1是“6 V 2 W ”的小灯泡．L 2是“12 V 4 W ”的小灯泡，当n 1接上交变电压时，L 1、L 2都正常发光， 那么原线圈中的电流为( )

【成才之路】高中物理 第五章 交变电流第四节 变压器同步检测 新人教版必修2

【成才之路】高中物理第五章交变电流第四节变压器同步检测新 人教版必修2 基础夯实 1．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( ) A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 答案：BD 解析：此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，A选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D选项理想变压器认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率． 2．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．48mA C．零D．与R阻值有关 答案：C 解析：当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C正确． 3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V,60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )

答案：C 解析：∵为理想电压表，∴电源输出功率为60W ，原线圈两端电压为4400V ，电流表示 数为有效值，即为P 4400＝3 220 A. 4．(2010·芜湖高二检测)如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( ) A ．1∶2 2U B ．1∶2 4U C ．2∶1 4U D ．2∶1 2U 答案：C 解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝2 1 . 由 U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝n 1 n 2 U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 5．(2010·湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( ) A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大 B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小 C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大 D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小

选修3-2第五章第4节变压器教案(2篇)

选修3-2第五章第4节《变压器》教学设计 一、本节教材分析 变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生交变磁通量，副线圈中产生交变电动势，副线圈相当于交流电源对外界负载供电.要向学生强调，从能量转换的角度看，变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置，经过转换后一般电压、电流都发生了变化.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）. 变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识. 二、教学目标 1、知识目标 （1）知道变压器的构造. （2）理解互感现象，理解变压器的工作原理. （3）理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题. （4）理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题. （5）知道课本中介绍的几种常见的变压器. 2、能力目标 （1）用电磁感应去理解变压的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力. （2）讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义.（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素） 3、情感态度与价值观 （1）使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的. （2）培养学生实事求是的科学态度. 三、教学重点、难点 重点：变压器工作原理及工作规律． 难点：1.理解副线圈两端的电压为交变电压． 2.推导变压器原副线圈电流与匝数关系． 3.掌握公式中各物理量所表示对象的含义． 四、学情分析：学生已经掌握了电磁感应现象的大致规律，了解了电感现象，为本节的学习打下了理论基础。可自行预习课本，了解相关原理。同时变压器的作用神奇，变压装置在生活中很常见，应激发学生学习主动性，利用课余时间，带着自己的问题，搜集资料了解变压器 五、教学方法 实验探究、演绎推理、学案导学 六、课前准备 可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等. 七、课时安排 1 课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

最新第五章 磁路与变压器习题参考答案

第五章磁路与变压器习题参考答案 一、填空题： 1．变压器运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗称为损耗；交变磁场在铁心中所引起的损耗和损耗合称为损耗。损耗又称为不变损耗；损耗称为可变损耗。 2．变压器空载电流的分量很小，分量很大，因此空载的变压器，其功率因数，而且性的。 3．电压互感器在运行中，副方绕组不允；而电流互感器在运行中，副方绕组不允许。从安全的角度出发，二者在运行中，绕组都应可靠地接地。 4．变压器是能改变、和的的电气设备。 5．三相变压器的额定电压，无论原方或副方的均指其；而原方和副方的额定电流均指其。 6．变压器空载运行时，其是很小的，所以空载损耗近似等于。 7．电源电压不变，当副边电流增大时，变压器铁心中的工作主磁通Φ将基本维持不变。 二、判断题： 1. 变压器的损耗越大，其效率就越低。（） 2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁损耗基本不变。（） 3. 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。（） 4. 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。（） 5. 互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。（） 6. 变压器是依据电磁感应原理工作的。（） 7. 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。（） 8. 自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。） 9. 变压器的原绕组就是高压绕组。（） 三、选择题： 1. 变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（） A、升高； B、降低； C、不变。 2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将） A、增大； B、减小； C、基本不变。 3. 电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（）

人教版高二物理选修3-2第五章第4节变压器 的物理量对点训练

高二物理选修3-2第五章第四节变压器对点训练1 一、单选题 1.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t 的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（） A. 1 Ω B. 5 Ω C. 6 Ω D. 8 Ω 2.如图所示，理想变压器初级线圈匝数匝，次级线圈匝数匝，电压，负载电阻。不计两表对电路的影响，则下列说法正确的是：（） A. 电流表读数为5A B. 电压表读数为311V C. 输入电压频率为100Hz D. 若增大R的电阻值，变压器输入功率减小 3.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1A C. 电压表的读数为 D. 副线圈输出交流电的周期为50s 4.如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈两端加一电压的交流电源，交流电压表和交流电流表均为理想电表，定值电阻，可变电阻R的阻值范围为0~10Ω，则下列说法中正确的是（） A. t=0时，电流表的示数为零 B. 当可变电阻阻值为0时，变压器的输入功率为48.4W C. 副线圈中交变电流的频率为100Hz D. 调节可变电阻R的阻值时，电压表示数的变化范围为11~22V 5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电

阻为R。将原线圈接在正弦交流电源两端，变压器的输入功率为时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，此时理想电流表的示数为I，若不计电动机的机械损耗，则下列说法正确的是（） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 原线圈两端电压的有效值为 C. 电动机的输出功率为 D. 原线圈中电流的有效值为 6.如图所示，一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1。在原线圈两端接入50Hz 正弦交流电源，在副线圈两端接有“12V、12W”的灯泡。若灯泡恰能正常发光，则（） A. 变压器输入电压的有效值为120V B. 变压器输入电流的最大值为0.10A C. 变压器输入功率大于12W D. 变压器输出频率等于5Hz 7.如图所示，一理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有电阻R和小灯泡。电流表和电压表均可视为理想电表。闭合开关S，下列说法正确的是（） A. 电流表A1的示数减小 B. 电流表A2的示数减小 C. 电压表V1的示数减小 D. 电压表V2的示数减小 8.如图所示，匝数n=100匝、面积S=5cm2的矩形闭合导线框ABCD（内阻不计）处于磁感应强度大小的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接入一只标有“2.5V，1.5W”的小灯泡，恰好正常发光，不计线框电阻。下列说法正确的是（） A. 理想变压器原线圈、副线圈的匝数比为1:2 B. 流过线框的电流有效值为0.3A C. 以图示位置为计时起点，线框中产生的感应电动势的表达式为e=5 cos（100t）V D. 如果在小灯泡两端再并联一盏相同的小灯泡，则两盏灯泡都变暗

高中物理第五章交变电流第4节变压器教学案新人教版选修3_2

第4节 变压器 1.互感现象是变压器的工作基础，变压器工作时有能量损失，变压器的输出功率与输入功率之比叫做变压器的效率。理想变压器的效率为100%。 2．理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系为U 1U 2＝n 1n 2 。 3．如果理想变压器的副线圈只有一个，则P 1＝P 2，即U 1I 1 ＝U 2I 2，得出原、副线圈电流与匝数的关系为I 1I 2＝n 2 n 1 。 4．所有变压器不改变交变电流的频率，理想变压器不改变功率。 一、变压器的原理 1．变压器的构造 由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图5-4-1所示。 图5-4-1 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 2．变压器的工作原理 变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。 3．作用 改变交变电流的电压。 二、电压与匝数的关系 1．理想变压器

没有能量损失的变压器，也是一个理想化模型。 2．电压与匝数的关系 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，即：U 1U 2＝n 1 n 2 。 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。 三、两种互感器 1．电压互感器 把高电压变成低电压。它的原线圈并联在高压电路上，副线圈接入交流电压表，如图5-4-2甲所示。 2．电流互感器 把大电流变成小电流。原线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图乙所示。 图5-4-2 1．自主思考——判一判 (1)变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压。(√) (2)实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。(√) (3)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率。(×) (4)理想变压器是客观存在的。(×) (5)U 1U 2＝n 1n 2 适用于任何理想变压器。(√) 2．合作探究——议一议 (1)如果把变压器接入直流电路，变压器能起到变压作用吗？ 提示：变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不会引起磁通量的变化，就没有互感现象出现，变压器就起不到变压作用。 (2)变压器的两个线圈所用导线的粗细一样吗？

4变压器

第4章变压器 【课题】 4.1 磁路的基本知识 【教学目标】 知道铁磁材料的特性，知道磁路及磁路欧姆定律。 【教学重点】 1．铁磁材料的磁化过程。 2．磁路与电路的区别。 3．磁滞现象。 【教学难点】 1．铁磁材料的磁化过程。 2．涡流。 【教学过程】 【一、复习】 1．磁现象。 2．磁感应强度、磁场强度及磁通量概念。 【二、引入新课】 在物理中学过有关磁的内容，在这里重点是从电气工程应用的角度研究和分析磁的问题。本节内容与后续课程（如电机、变压器等）有关。 【三、讲授新课】 4.1.1 铁磁材料 1．磁畴：铁心自身有的自然磁性小区域。 2．磁化：铁心中的磁畴沿外磁场作定向排列，产生附加磁场的现象，如图4.1（b）所示。 3．铁磁材料：能被磁化的材料（例如：铁、钴、镍以及它们的合金和氧化物）。 4．铁心的磁化过程可以用图4.2描述。 （a）（b） 图4.1 磁畴和铁心的磁化图4.2 磁化过程 OA段：大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列， 与I成正比且增加率较大。 AB段：所有磁畴的磁场最终都沿外磁场方向排列，铁心磁场从未饱和状态过渡到饱和状态。 B点以后：称饱和状态，铁心的增磁作用已达到极限，同直线1。 4.1.2 磁路

1．磁路：通常由铁心制成，而使磁通集中通过的回路，如图4.3所示。 图4.3 磁路 2．主磁通：铁心中的磁通Φ。 3．漏磁通：少量磁通通过周围空气构成的回路（可忽略不计）。 4．磁通Φ：线圈中电流有效值I与线圈匝数N的乘积称为磁通势，R M称为磁阻。磁路欧姆定律Φ = I N / R M。 注意： （1）磁阻R M表示物质对磁通具有的阻碍作用。不同物质的磁阻不同。若铁心中存在空气隙，磁阻R M会增大许多。 （2）磁路的欧姆定律只适用于铁心非饱和状态。 4.1.3 磁滞现象 1．磁滞：当铁心线圈通入交流电时，铁心会随交流电的变化而被反复磁化。在磁化过程中，由于磁畴本身存在“惯性”，使得磁通的变化滞后于电流的变化。 2．磁滞回线：反复磁化形成的封闭曲线，如图4.4所示。 图4.4 磁滞回线 3．磁滞损耗：铁磁材料在磁化时，外磁场克服磁畴的“惯性”消耗的能量。 4．磁滞损耗是引起铁心发热的原因之一。 5．软磁材料：磁滞损耗小的铁磁材料，特点是磁滞回线狭长，面积小。 6．硬磁材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线宽大，面积大。 4.1.4 涡流 1．涡流：交变的磁通穿过铁心产生感应电动势，因而会产生感应电流，它围绕磁感场线成旋涡状流动，如图4.5（a）所示。

第四节 吸流变压器供电方式

第四节 吸流变压器供电方式 电气化铁道采用吸流变压器（boosting transformer ），可大大减少对通信线路的影响，我们习惯上称这种供电方式为吸流变压器供电方式，简称BT 方式。它是在牵引网中，每相距1.5km ～4km 间隔，设置一台变比为1:1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网中；二次线圈串接在回流线中(即吸流变压器—回流线方式，简称吸—回方式)，如图2-4-1(a) 所示，或串接在轨道中(即吸流变压器—轨道方式，简称吸—轨方式)，如图2-4-1(b)所示。 在吸—回方式中，通常在两吸流变压器之间装设吸上线，吸上线将轨道与回流线连接起来，以提供机车电流从轨道流向回流线的通道。两吸上线间称为吸流变压器段。 回流线通常就悬挂在铁路沿线的接触网支柱外侧的横担上。 （a ）吸—回方式 (b) 吸—轨方式 图 2—4----1 BT 供电方式示意图 l 一吸流变压器 2—接触网 3一回流线 4—吸上线 5—钢轨 6—牵引变电所 7—绝缘轨缝 采用吸—回方式的BT 工作原理简图如图2-4-2所示。此时，电力机车恰巧位于吸上线处。 首先，假设吸流变压器为理想变压器（图2-4-2a ），则当牵引电流流经吸流变压器原边时，即变压器一次侧电流j I j I I =1，在吸流变压器作用下，吸流变压器次边（即回流线上）的电流与大小相等、方向相反。回流线与接触网产生的交变磁场互相平衡（抵消）。在节点A 处，据基尔霍夫电流定律，轨道和大地电流2I j I 0=g I 。 实际上（图2-4-2b ），吸流变压器原、副边电流只是近似相等， 与的差别在于中含有吸流变压器的激磁电流，在节点A 处，据基尔霍夫电流定律，轨道和大地电流。 2I 1I 1I 0I 0I I g = (a)BT 为理想变压器 (b)BT 为实际变压器 图2-4-2 BT 供电方式简单原理电路图 1—接触网 2—轨道 3—回流线 4—吸流变压器 5—吸上线 6—电力机车

人教版选修3-2第五章第4节变压器含答案解析

人教版选修3-2第五章第4节变压器 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是 A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 2．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中() A．频率比为2：1 B．功率比为2：1 C．电流比为2：1 D．电压比为2：1 3．用一理想变压器向一负载R供电．如图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的关系是() A．I2增大，I1也增大 B．I2增大，I1却减小 C．I2减小，I1也减小 D．I2减小，I1却增大 4．一台理想变压器的副线圈有100匝，输出电压为10 V，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为() A．10 Wb/s B．14.1 Wb/s C．0.14 Wb/s D．28.2 Wb/s 5．如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A。已知甲图中原、副线圈匝数比为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2200 V B．甲图中的电表是电流表，输电电流是100 A C．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000 V

D ．乙图中的电表是电流表，输电电流是 100 A 6．一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πt V 的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是 A ．250 V B ．353.5 V C ．499.8 V D ．200 V 7．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路．当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A 1的读数为12 mA ，那么安培表A 2的读数为 A ．0 B ．3 mA C ．48 mA D ．与R 大小有关 8．图中B 为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上.L 为指示灯，灯泡L 1和L 2完全相同（其阻值均恒定不变），R 是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S 是闭合的，当S 断开后，下列说法正确的是（ ） A ．电流表A 2的示数变大 B ．电压表的示数变大 C ．电流表A 1的示数变小 D ．灯泡L 1的亮度变暗 9．如图，理想变压器原线圈输入电压u=，副线圈电路中为定值电阻， R 是滑动变阻器。 和 是理想交流电压表，示数分别用 和表示； 是理想交流电流表，示数分别用 和 表示。下列说法正确的是 A ．和 表示电流的瞬间值 B ． 和表示电压的最大值 C ．滑片P 向下滑动过程中， 不变、 变大 sin m t U 0R 1 U 2 U 1 I 2 I 1 I 2 I 1 U 2 U 2 U 1 I

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理第五章第四节变压器导学案新人教版选修32

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第五章第四节变压器》导 学案 重点：理想变压器的原，副线圈中电压与匝数间关系 [导学过程] 1.在实际使用中，我们常常需要不同电压的交流电，如表所示 用电器额定工作电压用电器额定工作电压 随身听3V 机场上的照明灯36V 扫描仪12V 防身器3000V 手机充电器 V 黑白电视机显像管几万伏 录音机6V,9V,12V 彩色电视机显像管十几万伏 1、出示可拆变压器，仔细观察，变压器主要由哪几部分构成？ 变压器是由和组成.一个线圈跟交流电源连接，叫线圈（线圈），另一个线圈跟负载连接，叫线圈（线圈）.两个线圈都是绝缘导线绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成. 画出变压器的结构示意图和符号： 2.变压器的工作原理：是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中 激发，由于电流的大小，方向在不断变化，铁芯中的 也不断变化。变化的引起穿过铁芯中的也在不断变化，在副线圈中产生感应电动势。对与副线圈相连的负载，副线圈相当于电源。 问题1：按照书上所给的电路图接好线路，从电磁感应方面入手说明小灯泡会不会亮？说说你的理由

问题2：变压器为什么能改变电压？ 问题3：铁芯的作用 若无铁芯或铁芯不闭合，原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈，大部分漏失在外，有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内，贯穿副线圈，大大增强了副线圈传输电能的作用。可见，有了闭合铁芯，漏失的磁感线大大减少。变压器中的能量转换：电能-磁能-电能。铁芯起到了能量转换的作用。 原，副线圈的匝数，与原，副线圈中的电压有着什么样的定量关系？ 3、探究：变压器两个线圈两端的电压与匝数的关系 （1）．设计实验电路 （2）．将不同的原副线圈接入线路测出线圈当中的电压添入下表： 原线圈匝数 副线圈匝数n2 原线圈电压U1 副线圈电压U2 n1/ n2U1/U2 n1 1600 100 200V 1600 400 200V 160010 200V 1600 20 200V 1600 30 200V 学生归纳，得出结论： 在误差允许的范围内，变压器原，副线圈的电压之比，两个线圈的匝数之比，表达式： 变压器中能量损耗分析：电流通过变压器线圈时，除了磁感线漏磁损失，实际变压器原，副线圈的电阻会产生焦耳热，铁芯中也会产生涡流热量，不过这些能量损失是很少的，所以实际变压器都可看做理想变压器。 在变压器的电磁感应过程中，电能和磁能的相互转化是最主要的因素，而伴随而来的能量损耗是一些次要因素，为研究的方便，我们突出主要因素，忽略次要因素，这是科学研究的重要方法。那么，我们可以把实际的变压器抽象成理想变压器-------一个没有能量损耗的理想变压器即输入功率等于输出功率。 理想变压器的基本规律：

第五章 磁路与变压器习题参考答案

第五章 磁路与变压器习题参考答案 一、填空题： 1．变压器运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗称为损耗；交变磁场在铁心中所引起的损耗和损耗合称为损耗。损耗又称为不变损耗；损耗称为可变损耗。 2．变压器空载电流的分量很小，分量很大，因此空载的变压器，其功率因数，而且性的。 3．电压互感器在运行中，副方绕组不允；而电流互感器在运行中，副方绕组不允许。从安全的角度出发，二者在运行中，绕组都应可靠地接地。 4．变压器是能改变、和的的电气设备。 5．三相变压器的额定电压，无论原方或副方的均指其；而原方和副方的额定电流均指其。 6．变压器空载运行时，其是很小的，所以空载损耗近似等于。 7．电源电压不变，当副边电流增大时，变压器铁心中的工作主磁通Φ将基本维持不变。 二、判断题： 1. 变压器的损耗越大，其效率就越低。（） 2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁损耗基本不变。（） 3. 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。（） 4. 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。（） 5. 互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。（） 6. 变压器是依据电磁感应原理工作的。（） 7. 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。（） 8. 自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。） 9. 变压器的原绕组就是高压绕组。（） 三、选择题： 1. 变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（ ） A、升高； B、降低； C、不变。 2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将） A、增大； B、减小； C、基本不变。 3. 电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面

物理人教版高中选修3 2新课标交变电流第四节变压器教案

word整理版 学习参考资料第四节变压器 ●本节教材分析 变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生交变磁通量，副线圈中产生交变电动势，副线圈相当于交流电源对外界负载供电.要向学生强调，从能量转换的角度看，变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置，经过转换后一般电压、电流都发生了变化.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）. 要让学生明白，互感现象是变压器工作的基础.要让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样，原副线圈的匝数不同，就可以改变电压了. 要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论. 变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识. ●教学目标 一、知识目标 1.知道变压器的构造. 2.理解互感现象，理解变压器的工作原理. 3.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题. 4.理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题. 5.知 道课本中介绍的几种常见的变压器. 二、技能目标 1.用电磁感应去理解变压的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力. 2.讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义.（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素） 三、情感态度目标 1.使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的. 2.培养学生实事求是的科学态度. ●教学重点 变压器工作原理. ●教学难点 word整理版 学习参考资料变压器是如何将原线圈的电能传输给副线 圈的. ●教学方法 实验探究、演绎推理. ●教学用具 可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等. ●课时安排 1 课时

高中物理第五章交变电流第4节变压器课后习题含解析新人教版选修321

4 变压器 1.一台理想变压器的副线圈有100 匝,输出电压为10 V,则铁芯中磁通量的变化率的峰值为() A.10 Wb/s B.14.1 Wb/s Wb/s D.28.2 Wb/s 解析:由E=n·知,E m=×10 Wb/s=0.14 Wb/s,选项C正确。 答案:C 2.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd,为了使电流表能正常工作,则() A.ab接MN、cd接PQ,I abI cd C.ab接PQ、cd接MN,I abI cd 解析:根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知,I ab>I cd,所以ab接MN、cd接PQ,选项B正确。 答案:B 3.一台理想变压器的原线圈接220 V正弦交流电压时,副线圈上仅接有阻值为10 Ω的电阻,电阻 两端的电压为44 V。若将副线圈的匝数增加100匝,则通过副线圈上此电阻的电流增加1.1 A。由此可知该变压器原线圈的匝数为() A.200 B.2 000 C.50 D.500 解析:由题意知,当副线圈匝数增大100匝时,电阻器上的电压U2'=U2+ΔIR=44 V+1.1×100 V=55 V 又由可得, 解得n1=2 000,n2=400。 答案:B

4.(多选)如图所示,L1、L2是高压输电线,图中两电表示数分别是220 V和10 A,已知甲图中原、副线圈匝数比为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22 000 V B.甲是电流互感器,输电电流是100 A C.乙图中的电表是电压表,输电电压为22 000 V D.乙图是电流互感器,输电电流是100 A 解析:题图甲是电压互感器,题图甲中的电表是电压表,根据可知输电电压为22 000 V,A对,B错;题图乙是电流互感器,题图乙中的电表是电流表,根据可得输电电流是100 A,C错,D对。 答案:AD 5. (多选)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L 能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有() A.向下滑动P B.增大交流电源的电压 C.增大交流电源的频率 D.减小电容器C的电容 解析:向下滑动滑片P,副线圈匝数减少,输出电压U2减小,经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项A错误;增大交流电源的电压,则原线圈两端电压U1变大,副线圈的输出电压U2变大,经过灯泡的电流增大,灯泡变亮,选项B正确;增大交变电流的频率,电容器对交变电流的阻碍作用减小,经过灯泡的电流增大,灯泡变亮,选项C正确;减小电容器的电容,电容器对交变电流的阻碍作用增大,经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项D错误。 答案:BC 6. (多选)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图所示,在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为U的交变电流,则() A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大 B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小 C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大 D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小

第4节、变压器.pdf

第四节、变压器 教学目标： 1、了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压。 2、由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。 3、了解几种常见的变压器类型及其应用。 4、体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力。 教学过程： 说明：电从发电机发出后，需要输送到几千千米之外，发电站要把电压升高后才向远方输电，而家里使用的电压是220V ，地铁机车的电压是750V … … 远距离送过来的电压太高，不能直接使用，要在变电站把电压降低才能送给用户 说明：因此在输电过程中，各种变压器发挥着极其重要的作用。变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。我们身边有形形色色的变压器 一、变压器的结构 说明：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈．另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈二、变压器为什么能改变电压 演示实验 实验仪器：变压器、学生电源、灯泡 实验过程： ①一个线圈连接学生电源的交流输出端，另一个线圈连接小灯泡的两端，闭合学生电源的开关，会看到小灯泡发光 ②改变学生电源的电压，重复以上实验 ③原线圈与副线圈对调，重复以上实验 ④换用其他线圈，重复以上实验 实验现象：小灯泡发光，改变学生电源的电压，灯泡的亮度发生变化，原线圈与副线圈对调，灯泡的亮度发生变化 问：小灯泡没有直接跟电源连接，为什么能发光？（变压器的原理是电磁感应定律，原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高） 问：电压之比和匝数之比有何关系？（U1：U2＝n1:n2) 问：电流之比和匝数之比有何关系？（I1：I2＝n2;n1）