1、第4节 变压器, 学习目标定位 1了解变压器的构造，理解变压器的工作原理 2本节的重点及难点是变压器的变压规律和变流规律，要求同学们不仅掌握该规律，并且能运用此规律解决实际问题 3了解电压互感器和电流互感器,课前预习 自主学习,基础知识梳理,一、变压器的原理 1变压器的组成 变压器是由 和绕在铁芯上的两个 组成的如图所示：一个线圈与交流电源连接，叫做 线圈，也叫 线圈；另一个线圈与负载连接，叫做 线圈，也叫 线圈,闭合铁芯,线圈,原,初级,副,次级,2理想变压器 完全没有 损耗的变压器，称为理想变压器 能量损耗包括铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡流产生的焦耳热)和磁漏,能量,知识精讲 易
2、错辨析,教材要点解读,要点一 变压器的工作原理,变压器不能改变恒定电流的电压因为变压器的变压原理是互感现象若通过原线圈的电流为恒定电流，则在铁芯中激发的磁场为恒定磁场，副线圈中无感应电动势产生，所以变压器不能改变恒定电流的电压,如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1 n24 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A1的示数为12 mA，则电流表A2的示数为( )A3 mA B0 C48 mA D与负载R的值有关,例 1,【解析】 当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应
3、电流 【答案】 B,(2017衡阳八中月考)如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率为10 W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40 ，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是( ),变式训练 1-1,答案：C,要点二 理想变压器各物理量间的关系,有的同学误认为通过原、副线圈电流与该线圈匝数一定总成反比,如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20 1，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A120 V,0.10 A B240 V,0.025 A C120
4、V,0.05 A D240 V,0.05 A,例 2,【答案】 D,(多选)如图为理想变压器原线圈所接电源的电压波形图，副线圈连接一个阻值R11 ，额定功率为44 W的灯泡，灯泡正常发光，则下则说法正确的是( ),变式训练 2-1,答案：AD,1电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2n2U1/n1. 2电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1n2I2/n1. 3负载制约：(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2P负1P负2； (2)变压
5、器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2P2/U2； (3)总功率P入P线P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的,要点三 理想变压器的动态分析,4对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (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RI2P2P1I1. (2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2U2I2P2P1I1.,有的同学误认为原、副线圈匝数一定，原线圈两端电压一定，则通过原线圈电流一定,线圈串、并联的分析和计算方法 对于线圈的串、并联，与电阻的串、并联相类似，一方面要判断两线圈接头的连
6、接关系，另一方面还要判断两线圈的绕向关系 判断方法：可假定某时刻一线圈中有某一流向的电流，如图中两线圈，将b、c相连，a、d作为输出端，假设电流从a端流入，则两线圈电流反向，故两线圈磁通量相抵消，其匝数为两线圈匝数差,(多选)如图所示为一理想变压器S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑片，U1为变压器原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则( )A保持U1及P的位置不变，S由a合到b上时，I1将增大 B保持P的位置及U1不变，S由b合到a上时，R消耗的功率减小,例 3,C保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 【解析】 逐项分析如
7、下,故选ABD. 【答案】 ABD,【方法总结】 处理这类问题的基本方法： (1)首先抓住三个决定原则：输入电压U1决定输出电压U2；输出电流I2决定输入电流I1；输出功率决定输入功率 (2)把副线圈当做电源，研究副线圈电路电阻的变化 (3)根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化 (4)据理想变压器电流规律和功率规律判定原线圈电流的变化及输入功率的变化,如图所示，有一自耦变压器接在稳定的交流电源上，V1、V2为理想电压表下列说法中正确的是( )A若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数变大，V2示数变小 B若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小 C若P不动，滑片F向下移动
8、时，V1示数不变，V2示数增大 D若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小,变式训练 3-1,解析：若F不动，则理想变压器匝数不变，输入电压决定输出电压，电压表V1示数不变，A选项错误；滑片P向上滑动时，电阻R变小，通过副线圈的电流变大，根据功率公式得，PI2RL，灯泡消耗的功率变大，B选项错误；若P不动，滑片F向下移动时，变压器的输入电压U1不变，根据电压和匝数关系可知，U1U2n1n2，由于n2减小，故输出电压U2也减小，灯泡消耗的功率减小，V2的示数也变小，故C选项错误，D选项正确 答案：D,要点四 常见变压器,电压互感器和电流互感器副线圈都需要接地,3自耦变压器 如图丙、丁所示即
9、为自耦变压器自耦变压器的原线圈和副线圈是同一个线圈，负载处有一触头可以调节原、副线圈的匝数比,如图所示，理想变压器的交流输入电压U1220 V，有两组副线圈，其中n236匝，标有“6 V 9 W”、“12 V 12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3； (2)原线圈中电流I1.,例 4,【分析】 多个副线圈的变压器中，原、副线圈中各量的关系 【解析】 【答案】 (1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A,【方法总结】 有多个副线圈的变压器，电流与匝数不再成反比，但P入P出的关系仍然成立，可用来解决此类问题,(2017德州市月考)在变电
10、站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( ),变式训练 4-1,答案：A,知识反馈 自查自评,课堂巩固训练,1.如图所示的四个电路中，能够实现升压的是( )解析：变压器不能改变直流电压，因此A、B错误；D项中变压器副线圈匝数比原线圈匝数多，能够实现升高电压，D正确；C为降压变压器，C错误 答案：D,2(多选)(2017保定市月考)钳形电流表的外形和结构如图甲所示图甲中电流表的读数为0.9 A，图乙中用同一电缆线绕了3匝，则( )A这种电流表能测出交变电流的有效值 B这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流 C这种电流表能测
11、交变电流，图乙的读数为0.3 A D这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7 A,答案：AD,3(多选)(2017定州月考)变压器除了有改变电压、电流作用外，还有变换负载的阻抗作用，以实现阻抗匹配如图所示，将阻值为R0的负载接在理想变压器副线圈两端，则图(a)中虚线部分可等效为图(b)中阻值为R的电阻接在AB两点上，即R的两端电压为U1，通过的电流为I1.已知变压器的匝数比为n1 n2，若图(a)的AB两端接在电动势为E，内阻为r的交流电源上，要使此电源的输出功率达到最大，下列说法正确的是( ),答案：BD,4(1)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是 ( ) A原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D原线圈接交流电压，电表用交流电压挡,(2)该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_(选填“增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_(选填“增大”“减小”或“不变”)上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是控制变量法,答案：(1)D (2)增大 减小,
