1、6 变压器学习目标 重点难点1知道变压器的构造知道变压器是用来改变交流电压的装置2理解互感现象，理解变压器的工作原理3理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用其分析解决基本问题4理解变压器的输入功率等于输出功率能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题重点：1变压器的工作原理2电压与匝数的关系难点：变比关系的推导和理解一、变压器的结构与原理1构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与_连接的线圈叫原线圈，与_连接的线圈叫副线圈2原理原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的_也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生_3作用改变交变电流的_，不改变交变电流的周期和频
2、率预习交流 1在课外，某同学利用蓄电池、导线、变压器的铁芯、小灯泡，按图进行实验，请问闭合开关后，小灯泡会一直发光么？二、变压器的电压与匝数的关系1理想变压器没有_的变压器2电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比，即 _U1U23两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫_变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫_变压器预习交流 2汽车内燃机利用火花塞产生的电火花来点燃气缸中的汽油空气混合物要使火花塞产生电火花，两电极间必须要有几千伏的高压，我们知道，蓄电池提供的是直流电，为什么12 V 的直流低压通过变压器能得到几千伏甚至上万伏的高压呢？谈谈你的看法，并与同
3、学讨论交流三、变压器的电流与匝数的关系1电流与匝数的关系理想变压器原、副线圈两端的电流跟它们的匝数成_比，即：_2变压器线圈的特点电压较高的线圈匝数较多，导线较细；电压较低的线圈匝数较少，导线较粗预习交流 3变压器线圈中的电流越大，应当用越粗的导线在街上经常见到的给用户送电的变压器是降压变压器，它的原线圈和副线圈哪个应用较粗的导线？为什么？四、电压互感器和电流互感器1电压互感器（1）特点：降压（2）连接方式：初级并联在_上，次级与交流_相连2电流互感器（1）特点：升压（2）连接方式：原线圈串联在被测交流电路中，副线圈与交流_相连预习交流 4有一种钳形电流表（如下图） ，只要按动扳手，打开钳口，
4、在不切断导线的情况下，通过电流表的读数，就可以测出导线中的电流问该电流是直流还是交流？请说明钳形电流表测电流的原理在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点 我的学疑点答案：一、1电源 负载2磁场 感应电动势3电压预习交流 1：答案：不会一直发光因蓄电池是直流电源，向外输出恒定电压，故连接到副线圈上的小灯泡不会一直发光恒定电压加在原线圈上后，线圈内的磁通量不发生变化，因而副线圈中的磁通量也不发生变化，所以 E n 0，故原线圈所在电路中的电流稳定后，副线圈中无感应电动 t势二、1能量损失2n1n23降压 升压预习交流 2：答案：火花塞点火的原理如图所示当开
5、关由闭合变为断开的瞬间，图中含电池的初级回路中电流急剧减小，变压器铁芯中磁通量急剧变化，由于次级线圈的匝数大大超过初级线圈，次级线圈就会感应出几千伏甚至上万伏的高压，火花塞就立即产生电火花火花塞点火原理三、1反 I1I2 n1n2预习交流 3：答案：副线圈应用较粗的导线将该变压器视为理想变压器，输送功率保持不变，又由于是降压变压器，因此副线圈的电流要大于原线圈的电流所以，副线圈应用较粗的导线四、1 （2）高压交流电路 电压表2 （2）电流表预习交流 4：答案：该电流是交流钳形电流表实质上是一种把大电流变成小电流的特殊变压器它的原线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表用钳形电流表测大电流时，
6、被测的导线回路相当于只有一匝的原线圈，而接低压交流电流表的副线圈匝数较多根据原、副线圈的电流与两线圈匝数的关系，则可算出被测电路中的电流一、变压器的结构及原理1把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考以下问题：（1）变压器的原、副线圈没有连在一起，探究分析原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的（2）探究变压器中闭合铁芯的作用是什么（3）变压器的闭合铁芯一般是用硅钢片压合而成的，试分析这样做有什么用意2原、副线圈间没有用导线连接，是靠线圈中的磁通量变化来传输功率的，请思考讨论能量在传输过程
7、中是否会有损失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思路点拨：解答本题需要把握以下三点：（1）原线圈中的磁通量如何变化（2）原线圈与副线圈磁通量间的关系（3）变压器的工作原理一、理想变压器的特点1无漏磁、原副线圈中的磁通量相同2原、副线圈电阻不计，相当于两个理想电源3无磁损及能损，输入功率等于输出功率4变压器是一种理想化模型二、变压器的五点说明1变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用2变压器的两个线圈之间通过磁
8、场联系在一起，两个线圈间是绝缘的3变压器不能改变交变电流的频率4若直流电的电压是随时间变化的，也可以用变压器改变电压，但能量损失过大5原、副线圈的感抗均趋于无穷大，从而空载电流趋于 0二、理想变压器电压、电流与匝数的关系1若副线圈有多个线圈，分析原、副线圈中 的关系是否还成立U1U2 n1n22若副线圈有多个线圈，分析原、副线圈中 是否还成立I1I2 n2n13思考讨论升压变压器原、副线圈各有什么特点（2010重庆高考）一输入电压为 220 V、输出电压为 36 V 的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5 匝线圈，如图所示然后将原
9、来线圈接到 220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 1 V按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为（ ） A1 100,360 B1 100,180C2 200,180 D2 200,360思路点拨：解答本题依据变压器的基本规律 U1U2 n1n2理想变压器中各量间的关系1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，根据法拉第电磁感应定律有 E1 n1 ， E2 n2 ，所以 t t t E1E2 n1n22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 U1 E1，副线圈两端的电压 U2 E2，所以 当有 n 组线圈时，则有： U
10、1U2 n1n2 U1n1 U2n2 U3n33功率关系：因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率实际变压器（特别是大型变压器）一般可以看成理想变压器4电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时， I1U1 I2U2，得 I1I2 U2U1 n2n1当有多个副线圈时 I1U1 I2U2 I3U3得 I1n1 I2n2 I3n31正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是（ ） A电流的频率B电压的峰值C电流的有效值D电功率2 （2010山东高考）一理想变压器原、副线圈的匝数比为 101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，
11、 P 为滑动变阻器的触头下列说法正确的是（ ） A副线圈输出电压的频率为 50 HzB副线圈输出电压的有效值为 31 VC P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D P 向右移动时，变压器的输出功率增加3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
12、置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变小4 （2012云南建水高三月考）如图所示的理想变压器，原线圈接交流电源，副线圈有中心抽头，副线圈回路接负载电阻 R当把开关 S 由 1 拨到 2 后（ ） A副线圈中电流将增大B副线圈中电流将减小C原线圈中电流将增大D原线圈中电流将减小5如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 41原线圈接入一电压为u U0sin t 的交流电源，副线圈接一个 R27.5 的负载电阻若U0220 V， 100 rad/s ，则下述结论正确的是（ ） 2A副线圈中电压表的读数为 55 VB副线圈中输出交流电的周期为 s1100C原线圈中电流表的读数为 0.5 AD原线
13、圈中的输入功率为 110 W2提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华 技能要领答案：活动与探究 1：1 （1）答案：变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的，并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去（2）答案：变压器的铁芯为闭合铁芯，形成一个闭合磁路，使原线圈中的磁通量变化与副线圈中的磁通量变化基本相同（3）答案：变压器的闭合铁芯用硅钢片压合而成，这样有利于减小闭合铁芯中的涡流，从而减少了电能的损失2答案：会有损失一方面，磁感线不会完全集中在铁芯中，有漏磁情况，靠磁通量变化
14、传输能量有损失；另一方面磁通量的变化会在铁芯中产生涡流损失；再一方面，在线圈和导线上也会有热量损失迁移与应用 1：C 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 变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，原副线圈的磁通量总相等，故B 错误；由互感现象知 C 正确；原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 错误活动与探究 2：1答案：成立当副线圈有多个线圈时，原、副线圈中磁通量的变化率 始终相同，由 U1 n1 ， U2 n2 可得 其实，绕在同一铁芯上的任意 t t t U1U2 n1n2两个线圈两端的电压都与匝数成正比2答案：不
15、成立当副线圈有多个线圈时 U1I1 U2I2，所以 因此I1I2 U2U1 n2n1 I1I2 n2n13答案：由 知，升压变压器的副线圈匝数比原线圈多，而 ，原线圈电流U1U2 n1n2 I1I2 n2n1较大，因此副线圈的导线细些，而原线圈的导线粗些迁移与应用 2：B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得 n1 n3U1U31 100，变压器烧坏前，同理 n2 180，故 B 正确52201 n1U2U1 1 10036220当堂检测1BC 解析：变压器不改变交流电的频率，A 错误；原、副线圈中电压的峰值与匝数成正比，数值上不一定相等，B 正确；当只有一个副线圈时，原、副线圈的电
16、流与匝数成反比，数值上不一定相等，C 正确；理想变压器输出功率等于输入功率，D 错误2AD 解析：由图像可知原线圈输入电压的最大值 Um311 V， T210 2 s，则原线圈输入电压的有效值 U1 220 V， f 50 Hz，选项 A 正确由Um2 1T 1210 2 s 可得： U2 U122 V，B 错误 P 向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电U1U2 n1n2 n2n1压不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C 错误 P 向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D 正确3BC 解析：保持
17、Q 的位置不动，副线圈匝数不变，由 知 U2不变，当 P 向上U1U2 n1n2滑动时，由 I2 知 I2减小，故电流表的读数变小，B 正确，A 错误；保持 P 的位置不U2R0 R动，将 Q 向上滑动时，副线圈的匝数增多，由 知， U2增大，由 I2 知 I2增大，U1U2 n1n2 U2R R0故 I1增大，C 正确，D 错误4BD 解析：当把开关 S 由 1 拨到 2 后，副线圈匝数 n2减小，根据 可知 U2减U1U2 n1n2小，根据欧姆定律 I2 可知 I2减小；根据 可知 I1减小故选项 B、D 正确U2R I1I2 n2n15AC 解析：原线圈中电压的有效值 U1 220 V，由 得 U2 U155 U02 U1U2 n1n2 n2n1V，A 正确；由 P 入 P 出 ，而 P 出 110 W， P 入 U1I1110 W，得 I1 0.5 2 P入U1A，C 正确，D 错误； T s，B 错误2 150
