3.3-2变压器-2022-2023学年高二物理讲练结合新课件（2019人教版选择性必修第二册）

第三章 交变电流 3.3-2 变压器 选择性必修二 第二章 第三节 2019人教版高中物理 【课标要求】通过实验探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系【学习目标】 1．应用变压器工作原理综合分析解决问题 2. 认识自耦变压器 【重点】电压与电路综合分析计算【难点】含变压器电路动态分析 1.变压器原理： 2.理想变压器特点： 利用互感现象实现电能到磁场能到电能的转化和传递。 ①变压器铁芯内无漏磁 ②原、副线圈不计电阻 ③忽略铁芯中无涡流、铁芯不漏磁 3.理想变压器规律： ①功率关系： P入= P出 ②频率关系： f 1 = f 2 ③电压关系： ④电流关系： 【温故而知新】 一、变压器的动态分析 【例1】图3.3-7是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数如何变化？ 总结：原线圈的电压U1决定副线圈的电压U2， 副线圈的电流I2决定原线圈的电流I1， 副线圈的功率P2决定原线圈的功率P1。 解析：由干变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的用电器增加，导致电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以V1示数不变，电流要变大，所以A1的示数变大，理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出的电压也不变，所以V2的示数不变，由于功率变大，电流变大，即A2的示数变大，由欧姆定律知Ro分压变大，V3=V2-IR0故V3变小; I1 I2 n1 n2 U1 U2 R 二、输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系 *输入电压U1和变压比n1：n2决定输出电压U2的大小 *输出电压U2和用电器电阻R决定输出电流I2的大小 *输出电流I2和变压比决定输入电流I1的大小 *输出功率P出决定输入功率P入的大小 （相同） 电源 *输入电压U1由电源决定。 U1 U2 I2 I1 P1 专题三：理想变压器的动态分析 1.匝数比不变(如图甲所示) 乙 专题三：理想变压器的动态分析 【例2】（多选）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开．当开关S接通时，以下说法中正确的是(　 　)A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大 BCD 解析：由于输入电压不变,所以当S接通时,理想变压器副线圈 M、N 两端输出电压不变，并联灯泡L2，总电阻变小,由欧姆定律I2=知，流过R的电流增大，电阻上的电压UR=IR增大,副线圈输出电流增大,根据输入功率等于输出功率 U1I1=I₂U₂ 得，I₂增大,原线圈输入电流I也增大,UMN不变,UR变大,所以UL1变小,流过灯泡 L 的电流减小。综上所述，选项 B、C、D 正确。 【例3】（单选）如图所示的电路中，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，R0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位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(　　) A．电压表V1示数增大 B．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 D 解析：电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同,滑片滑动时 V1示数不变,选项 A错误;电压表 V2 测量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压不变,故 V2示数不变,V3示数为 V2示数减去 R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两端电压升高,故V3示数减小，选项B错误;理想变压器U1I1=U2I2，则U1ΔI1 =U₂ΔI2，ΔI2>ΔI1 ，故U2<U1,变压器为降压变压器,选项C错误;因I增大,故知R减小,变阻器滑片沿 c→d方向滑动,选项D正确。 三、几种常见的变压器 1.自耦变压器： U2 U1 A B P U1 U2 n1 n2 n1 n2 U1 U2 原副线圈共用一个线圈 思考：自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈.若U1保持不变，当左边两图中滑片下滑，U2会变化吗？右边图中滑片逆时针转动，输出电压U2怎样变化？ 【例4】（指向目标1、2）如图是一种理想自耦变压器示意图。线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头。AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯