3.2.2 变压器 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

班级 姓名 学号 3.3.2变压器(二） 一、多个副线圈问题 【例1】一台理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，两个副线圈的匝数分别是n2=60匝，n3=600匝，若通过两个副线圈中的电流强度分别是I2=1 A，I3=4 A，求原线圈中的电流强度。 【针对练习1】如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成。当此变压器工作时，原、副线圈的匝数、电流、电压均在图中标出.则下列关系式中正确的是( ) A． B． C． D． 二、理想变压器的动态电路分析 1．制约关系 (1)电压：原决定副 根据变压器的原理可知，输入电压U1决定输出电压U2，U2＝U1。当U1不变时，不论负载电阻R的阻值变化与否，U2都不会改变。 (2)电流：副决定原 输出电流I2决定输入电流I1。当负载电阻R的阻值增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R的阻值减小时，I2增大，则I1相应增大。因此，在使用变压器时不能使变压器副线圈短路。 (3)功率：副决定原 输出功率P2决定输入功率P1。理想变压器的输出功率与输入功率相等，即P2＝P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R的阻值增大时，I2减小，则P2＝I2U2减小，P1也将相应减小；当负载电阻R的阻值减小时，I2增大，P2＝I2U2增大，则P1也将增大。 利用以上关系可解决变压器的电压、电流、功率等问题。 2．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R→I2→P2→P1→I1。 (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、n2→U2→I2→P2→P1→I1。 【例2】 如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。如果变压器的输入电压不变，变压器上的能量损失可以忽略，当R的滑片向下移时(　　) A．电压表V2示数变小 B．电压表V3示数变大 C．电流表A2示数变大 D．电流表A1示数变小 【针对练习2】有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时，灯L1正常发光。S闭合后，下列说法正确的是(　　) A．灯L1、L2都能正常发光 B．原线圈的输入功率减小 C．原、副线圈的电流比增大 D．电阻R消耗的功率增大 三、原线圈含电阻的变压器问题 对于一组原、副线圈电路，电流与匝数成反比的规律成立，即＝；但要注意电压与匝数成正比关系成立的条件，原线圈接有用电器时，＝中U1指的是原线圈两端电压，而不是电源电压。原线圈两端电压和与原线圈串联的用电器两端电压之和等于电源电压。 【例3】 (多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，原线圈接有阻值为1 Ω的定值电阻R0，副线圈接有两个阻值均为2 Ω的定值电阻R1、R2，A、B两端接在u＝5sin(100πt)V的电源上，则下列说法正确的是(　　) A．R0两端的电压为4 V B．R1两端的电压为4 V C．R0消耗的电功率为20 W D．R2消耗的电功率为2 W 【针对训练3】 (多选)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(　　) A．原、副线圈匝数比为9∶1 B．原、副线圈匝数比为1∶9 C．此时a和b的电功率之比为9∶1 D．此时a和b的电功率之比为1∶9 四、“”型铁芯问题 【例4】(多选)在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比n1∶n2＝2∶1，在不接负载的情况下(　　) A．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 V B．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 V C．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 V D．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为110 V 【针对练习4】如图所示为某变压器对称铁芯的示意图。已知此时原线圈ab两端输入交流电压“u=220sinωt（V），原线圈匝数n1=22匝，副线圈匝数n2=6匝。则副线圈cd端输出的电压的有效值为(　　) A．15 V B．30V C．60V D．120V 五、互感器 (1)电压互感器：并联在被测电路中，实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压，故原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2。如图甲所示。 (2)电流互感器：串联在被测电路中，实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流，故原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2