物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器（共32张ppt）

(共32张PPT)
变
压
器
2.示意图
一、变压器的构造
铁芯
原线圈
副线圈
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
1.构造：
（1）闭合铁芯
（2）原线圈(初级线圈)
（3）副线圈(次级线圈)
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
二、变压器的工作原理
思考:若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2
=0
～
～
——互感
1.变压器只能在交流电路中工作。
2.原副线圈共用一个闭合铁芯，故原副线圈中的磁通量，磁通量的变化量 、磁通量的变化率都相同。
无磁通量损失
（两绕组的磁通量相同）
无能量损失（无铜损、无铁损）
理想变压器的特点
三、理想变压器
——理想化模型。
～
～
三、理想变压器的规律
1、频率关系：f1=f2
2、功率规律
P1= P2
变压器不能改变交变电流的频率
I1
I2
n1
n2
U1
U2
E1 = n1 / t
E2 = n2 / t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1
U2=E2
n2 >n1 U2>U1——升压变压器
n2 3、电压规律
即:
U1I1=U2I2
P1= P2
此公式只适用于一个副线圈的变压器
4、电流规律
多个副线圈的变压器
P入= P出
P1= P2 +P3
n1U2＝n2U1
n1U3＝n3U1
n3U2＝n2U3
n1I1＝n2I2+n3I3
1.P入= P出
四、理想变压器的制约关系
P出决定P入
U1决定U2
I2决定I1
五、几种常见的变压器
1、自耦变压器
2.互感器
A
电流互感器
电压互感器
V
3、日字形变压器
若n1:n2=1:2
A．当线圈1输入电压为110V时，线圈2输出电压为220V
B．当线圈1输入电压为110V时，线圈2输出电压为55V
C．当线圈2输入电压为220V时，线圈1输出电压为110V
D．当线圈2输入电压为220V时，线圈1输出电压为55V
例一：变压器原线圈有负载的电路分析
1、某手机充电器充电时的电流可简化为如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值R1=800Ω的定值电阻，副线圈c、d连接阻值R2=5Ω的定值电阻，a、b两端输入如图乙所示的正弦交流电压，理想电流表示数为0.025A，则下列说法正确的是（ ）
A、理想电压表示数为10V
B、电阻R2的电功率为5W
C、理想变压器原副线圈匝数比为40:1
D、若电阻R1阻值减小，则电阻R2电功率也将减小
2、如图为由理想变压器、电阻和灯泡组成的电路，电路输入的电压为U，电阻R的阻值是1.5Ω，小灯泡L1上标有“4V，2W”，变压器副线圈回路中接入两个均标有“12V，3W”的小灯泡L2，小灯泡L1、L2均正常发光。下列说法中正确的是（　　）
A．理想变压器的原、副线圈匝数比为n1:n2=1:6
B．通过电阻R的电流是1.5A
C．电阻R的功率为6W
D．电路输入的电压U＝15V
AC
3.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为1:2,两端分别接有四个阻值相同的定值电阻,变压器初级线圈接到交变电源上,下列说法正确的是( )
A. 副线圈电压是电源电压的2倍
B. 流过R1的电流是副线圈上电流的2倍
C. R1上的电功率是R2上电功率的2倍
D. R1上的电功率是R2上电功率的9倍
D
4、一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2、R3的阻值分别为4Ω、1Ω、6Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I，则该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）
2
例二：有多个副线圈的变压器
1、如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为220V的正弦交变电流，匝数为30的副线圈2与规格为“12V，36W”的灯泡L1连接，副线圈3与规格为“18V，54W”的灯泡L2连接，原线圈与额定电压为40V的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（　　）
A．原线圈1两端的电压为220V
B．原线圈1的匝数为450
C．副线圈3的匝数为50
D．通过灯泡L的电流有效值为1A
2、n1=n2+n3，当加在原线圈两端的电压为U1时，原线圈的输入功率为P1，电路中四个规格相同的灯泡A、B、C、D都恰好正常发光，两副线圈的输出电压分别为U2、U3，输出功率分别为P2、P3，电路中三个理想电流表的示数分别为I1、I2、I3，则
n1：n2：n3=
P1：P2：P3=
U1：U2：U3=
I1：I2：I3=
在如图所示的电路中，交流电源输出50Hz、电压有效值为220V的正弦式交流电，通过副线圈n2、n3分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和“36V、5A”的电动机供电，原线圈所接灯泡L的额定电压为40V，副线圈n2的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都恰好正常工作。则下列说法中正确的是（　　）
A．交流电源的输出功率为360W
B．灯泡L的额定电流为2.0A
C．副线圈n2所接灯泡中的
电流方向每秒钟改变50次
D．原线圈n1的匝数为1100匝，
副线圈n3的匝数为180匝
B
1.如图所示有一理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入电阻R1和光敏电阻R2,各交流电表的内阻对电路的影响不计，当有光照射电阻R2时，各电表的示数变化情况是(　　)
A．电流表A1示数变大
B．电流表A2示数变小
C．电压表V1示数变小
D．电压表V1示数变大
A
例三：理想变压器的制约关系和动态分析
2.如图所示，理想变压器原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想交流电表。已知滑动变阻器的总阻值小于R0，下列说法正确的是（　　）
A．若滑片P向上滑动，则电压表的示数变大
B．若滑片P向上滑动，则电流表的示数变小
C．若滑片P向下滑动，则R消耗的功率变小
D．若滑片P向下滑动，则电压表的示数变化ΔU和电流表的示数变化ΔI的比值变大
BC
3.如图，理想变压器原线圈接入交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，则（　　）
A．U2变大、I3变大
B．U2变小、I3变大
C．I1不变、I2变小
D．I1变大、I2变大
A
C
4.一线圈在匀强磁场中匀速转动，输出的电压随时间变化的规律如图甲所示，发电机与如图乙所示的变压器电路相连，副线圈匝数可通过滑片P来调节，原线圈的匝数n1=2000,当滑片P位于副线圈正中间位置时，额定电压为44V的灯泡恰好正常发光。发电机线圈电阻忽略不计，灯泡的电阻保持不变，且灯泡没有烧毁。下列说法正确的是（ ）
A.t=0.5s时，穿过线圈的磁通量为零
B.副线圈匝数n2=400
C.若滑片P由图乙所示的位置向下移动，则灯泡的亮度变暗
D.若仅将线圈的转速提高1倍，则灯泡的功率也增加1倍
5.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计．当开关S闭合后(　　)
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，
V1与V2示数的比值不变
AD
4、一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2、R3的阻值分别为4Ω、1Ω、6Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I，则该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）
2
R0=4R
n1:n2=2
s闭合后电表示数如何变化？整个电路消耗的功率？
变压器的输出功率如何变化？
n1:n2=2