第三章 3. 变压器-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【重难点手册】人教版

第三章 文变电流么超 第3节 变压器 重点和难点 课标要求 1.知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的 重点：理想变压器的原、副线圈 工作原理， 中电压与匝数的关系，电 2.通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数 流与匝数的关系 的关系，电流与匝数的关系.了解理想化模型在物理学研究中 难点：变压器的原理. 的重要性。 3.了解变压器在生活中的应用 01y备知识梳理。一 基础梳理 副线圈中同样要产生感应电动势.由于这种互 知识点1 变压器的原理 相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连， 1.变压器的构造 电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈. 变压器由一个闭合的铁芯、原线圈、副线 其能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副 圈组成 线圈电能。 跟交流电源连接的线圈叫原线圈，也叫初 乐线圈 线圈 级线圈.跟负载连接的线圈叫副线圈，也叫次 级线圈.两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的， 铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，是用来 铁 改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意 知识点2电压与匝数的关系 图及电路图中的符号分别如图甲、乙中所示). 1.理想变压器 (1)变压器铁芯内无漏磁，磁通量全部集 中在铁芯内，即无“磁损”；原、副线圈不计电 阻，即线圈不产生焦耳热，即无“铜损”；闭合铁 芯中的涡流为0，即无“铁损” 2.变压器的工作原理 (2)因不计一切电磁能量损失，所以理想 变压器的变压原理是电磁感应.如图所 变压器的输人功率等于输出功率.实际变压器 示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就 (特别是大型变压器)一般都可以看成理想变 有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量， 压器。 在原、副线圈中都要产生感应电动势.如果副 2.电动势关系 线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应 由于互感现象，且没有漏磁，所以穿过原、副 电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、 线圈的磁通量的变化率相同，即原、副线圈中每一 121 重雄点手册高中物理选择性必修第二册) 匝线圈都具有相同的会”，由法拉第电磁感应 重难拓展 定牛好E曾公曾所唱 重难点1几种常用的变压器 1.自耦变压器 3.电压关系 特点：只有一个线圈，三个抽头，可升压， 由于理想变压器不计原、副线圈的电阻，因 也可降压.调压变压器属于自耦变压器，但电 此线图两端的电压心=五，飞=店，所以号 压可连续调节. 2.互感器 公同理，当有儿组副线图时，则有织-朵 互感器是一种变压器，它可以把不能直接 1217n2 测量的高电压、大电流变换成低电压、小电流 U3=… n3 后再进行测量（如图所示）. 4.功率关系 对于理想变压器，不考虑能量损失，有 P人=P出 5.电流关系 (1)电压互感器(n1>2):把高电压变换成 由功率关系知，当只有一个副线圈时， 低电压，并联在被测电路中 1U=2是-器 (2)电流互感器(n1<2):把大电流变换成 当有多个副线圈时，IU=12U2十IU3十…， 小电流，串联在被测电路中. 得I111=I22+I33十…. 3.几种常见变压器的比较及应用 划重点 示意图 工作原理 应用 （1)片-如，对于只有一个制线國的 通过自耦变压，可 以从0至最大值连 交变电压 变压器，电流与匝数成反比.因变压器高压 续调节所需电压，的连续调 线圈匝数多而通过的电流小，应用较细的导 与分压器比较相节：较大范 线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大， 器 似，如图所示 围变压的 应用较粗的导线绕制. 实现 (2)变压器的输入功率决定于输出功 把高电压变为低电 率，即用多少给多少.同理输入电流决定于 电 压，用电压表测得应用于实 输出电流，若副线圈空载，输出电流为0，输 压 低电压U2,再根据际测量高 出功率为0，则输入电流为0，输入功率为0. 感器 烧电上变压比是 电压的器 (3)变压器能改变交流电压、交变电流， 算出被测高电压 但不能改变功率和交变电流的频率.输入功 把大电流变成小电 率总等于输出功率，副线圈中交变电流的频 电流互 流，用电流表测得 测量大电 率总等于原线圈中交变电流的频率 小电流2，再根据 流的一种 (4)变压器的电流关系是有效值（或最 铭牌上变流比，器材 大值)间的关系. A 算出被测大电流 122 第三章 交变电流么 例①(2022·南昌二中 导线 .可简述为“原制约副”， n2 高二期中)（多选）某50Hz n 的钳形电流表的工作原理如 (2)电流制约 图所示.当通有交流电的导 铁 当变压器原、副线圈的匝数比（份）一定 线从环形铁芯的中间穿过 时，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I 时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发 由副线圈中的输出电流12决定，即1=2 生偏转，不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗， 7n1 已知2=1000匝，当