人教版高二物理选修32第五章 交变电流 第四节 变压器 学案教师版教育文档.docx

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第五章 交变电流

一、自主预习

一、变压器

第四节 变压器 学案

班别 姓名 学号

变压器的构造：原线圈、副线圈、铁芯，如图（1）。

图（1） 图（2）

电路图中的符号，如图（2）。二、变压器的工作原理

在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫 ；铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在 ，提高变压器的效率。

三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用

基本关系

（1） ；

U

U1

2

I

n U U

?n1，有多个副线圈时，仍然成立，n1?n2

2 1 2

nn

n

U

?n3=…；

3

I1

2

? 2，电流与匝数成 ，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功

1

+…率和输出功率相等确定电流关系，nI=nI+nI ；

+…

11 22 33

原、副线圈的每一匝的磁通量都 ，磁通量变化率也相同，频率也就相同。

制约关系

电压：副线圈电压U

2

由原线圈电压U

1

和匝数比决定；

功率：原线圈的输入功率P

1

由副线圈的输出功率P

2

决定；

电流：原线圈电流I

1

两种特殊的变压器模型

自耦变压器

由副线圈电流I

2

和匝数比决定。

高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以 也可以

，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。

互感器

电压互感器和电流互感器，比较如下：

电压互感器

电压互感器

电流互感器

原理图

原线圈的连接

副线圈的连接互感器的作用

并联在高压电路中

连接电压表

将高电压变为低电压

串联在待测高流电路中

连接电流表

将大电流变成小电流

利用的公式

利用的公式

U

1

U

2

?n1

2

n

In=In

11 22

关于理想变压器的四点说明

变压器不能改变 ；

变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的 ；

理想变压器本身不消耗能量；

理想变压器基本关系中的U、U、I、I

1 2 1 2

互感现象 铁芯内部

P =P

入 出

反比 相同 升压 降压 直流电压 频率 有效值

二、课堂突破

理想变压器的动态分析

解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法

分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；

分析该类问题的一般思维流程是：

常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。

匝数比不变的情况

U

U①U不变，根据 1

U

1

2

n

n? 1，输入电压U决定输出电压U，不论负载电阻R如何变化，U也不变；

n

1 2 2

2

②当负载电阻发生变化时，I

2

变化，输出电流I

2

决定输入电流I

1

，故I

1

发生变化；

③I变化引起P

2 2

变化，由P=P

1 2

知P发生变化。

1

负载电阻不变的情况

n

①U1不变，n1发生变化，U2变化；

2

②R不变，U变化，I发生变化；

2 2

U2

③根据P ?

2

2和P=P

R 1

，可以判断P

2 2

变化时，P

1

发生变化，U

1

不变时，I

1

发生变化。

【例题】图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R

0

为定值电

阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置观，察到电流表A

1

的示数增大了0.2A，

电流表A2的示数增大了0.8A。则下列说法正确的是（ ）

电压表V1示数增大

电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用

D．变阻器滑片是沿c?d的方向滑动

参考答案：D

三、巩固练习

1．（多选）关于理想变压器，下面各说法中正确的是（ ）A．它的输出功率等于它的输入功率B．它的输出功率可以大于它的输入功率C．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比

1 2 1 2 1 2D．原副线圈的电流与它们的匝数成正比2．（多选）理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I、I，电压为U、U，功率为P、P

1 2 1 2 1 2

它们之间的关系，下列说法中正确的是（ ）

1 2A．I由I决定B．U2与负载有关C．P1由P2决定D