3.3 变压器 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册

3.3 变压器
基础知识导学
1．变压器的构造
变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示。
（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。
（3）铁芯：硅钢叠合成的闭合框架，能增强磁场和集中磁感线。
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磁场，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。
4．理想变压器
（1）没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。
（2）特点：
无漏磁：磁感线全部集中在铁芯中，穿过每匝线圈的磁通量都相同。
无铜损：线圈的电阻不计，不产生热量，不引起电能损失、
无铁损：铁芯中涡电流忽略不计，不发热，不引起电能损失。
5．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即。
6．两类变压器
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。
7．变压器的效率
变压器的输出功率与输入功率之比，叫作变压器的效率。
8.理想变压器的特点及规律
（1）工作原理
（2）基本规律
电压关系：。当有n组线圈时，则有 。
功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，。
电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，，得。当有多个副线圈时，。
重难扩展问题
1.基本规律
电压关系：。当有n组线圈时，则有____________ 。
功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，____________。
电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，，得____________。当有多个副线圈时，____________。
2.理想变压器是一个__________模型。
基础小题试练
1.理想变压器给纯电阻负载R供电，下列哪种方法可增加变压器的输入电流( )
A.减少副线圈的匝数 B.增加原线圈的匝数
C.增大负载电阻R的值 D.减少原线圈的匝数
2.理想变压器的原、副线圈的匝数之比为25:22，则原、副线圈的电压之比为( )
A.25:22 B.25:20 C.22:25 D.20:25
3.一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电压变为22V，已知变压器原线圈匝数为1000，则副线圈匝数为( )
A.50 B.100 C.500 D.2000
4.如图所示是一种变压器的铭牌。根据上面标示的信息，下列选项正确的是( )
A.这是一个升压变压器
B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C.正常工作时，副线圈输出直流电压12V
D.正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流小
5.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈通过电流表和定值电阻连接电压为U的交变电源，定值电阻电流表、电压表均为理想电表，电压表的示数为8V。则( )
A.电流表示数为1A B.交流电源电源U为20V
C.电阻的功率为25.6W D.电阻的功率为3.2W
答案以及解析
1.答案：D
解析：ABD.根据可得，减少副线圈的匝数，增加原线圈的匝数都会使副线圈的输出电压降低，输出电流减少，变压器的输入电流也减少，减少原线圈的匝数，使副线圈的输出电压增加，输出电流变大，变压器的输入电流也增加，AB错误，D正确；
C.增大负载电阻R的值，输出电流减少，变压器的输入电流也减少，C错误。
故选D。
2.答案：A
解析：根据理想变压器的原副线圈电压之比等于线圈匝数之比，故原、副线圈的电压之比为，故选A。
3.答案：B
解析：根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比得：
变压器能将220V交变电流改变为22V，原线圈匝数，副线圈匝数。
则：匝，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4.答案：B
解析：AB.因输入电压大于输出电压，可知这是一个降压变压器，原线圈的匝数比副线圈的匝数多，选项A错误，B正确；
C.正常工作时，副线圈输出交流电压12V，选项C错误；
D.根据
因
可知
即正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误。
故选B。
5.答案：B
解析：AB.设为原副线圈上的电压值，为原副线圈上的电流值，因，，由欧姆定律可知副线圈的电流为
由变压器的规律有
可知
，
对原线圈电路有闭合电路的欧姆定律有
解得
故A错误，B正确；
CD.的功率为
的功率为
故CD错误。
故选B。