第3章 3.变压器 第2课时 变压器的工作原理及应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

第2课时　变压器的工作原理及应用 知识点一　变压器的原理 如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，左边的线圈通过开关连接到交流电源的两端，右边的线圈连接到小灯泡的两端。连接电路，接通电源时小灯泡能发光。请思考以下问题： (1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？这种设备称为什么？ (2)如果将左边的线圈改接到直流电源上，小灯泡还会发光吗？为什么？由此说明什么问题？ 提示：(1)当左边线圈接上交流电源时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右边线圈中会产生感应电动势，右边线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光。这种设备称为变压器。 (2)不能；因为左边线圈改接到直流电源时，左边线圈中就有恒定电流，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在右边的线圈上不会有感应电动势产生。由此说明变压器不能使用直流电源。 1．变压器的构造：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：线圈与交流电源连接，也叫初级线圈。 (2)副线圈：另一个线圈与负载连接，也叫次级线圈。 2．原理：互感现象是变压器的工作基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，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，不改变交变电流的周期和频率。 4．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。 【判断正误】 1．理想变压器是一个理想化模型。(√) 2．学校中用的变压器工作时没有能量损失。(×) 3．变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。(×) 4．理想变压器既能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的频率。(×) 1．理想变压器的特点 (1)没有能量损失(原、副线圈没有电阻)。 (2)无磁通量损耗，即原、副线圈与铁芯组成的回路中磁通量的变化率相同。 (3)铁芯不发热，即原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。 2．工作原理 3．电动势关系：由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的，根据法拉第电磁感应定律有E1＝n1，E2＝n2，所以＝。 注意：(1)变压器不改变交变电流的周期和频率。 学生用书↓ 第87页 (2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。 (3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。 (多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　 ) A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能 B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路造成危险 C．变压器既能改变交变电流的电压大小也能改变交变电流的频率 D．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出 AD　[原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，可知减少漏磁，从而减少磁场能的损失，故A正确；铁芯不用整块金属做成，是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器，故B错误；变压器能改变交变电流的电压大小，但是不能改变交变电流的频率，故C错误；当变压器原线圈接入大小变化的直流电时，穿过原、副线圈的磁通量也变化，副线圈有电压输出，故D正确。] 针对练1.关于变压器，下列说法正确的是(　　 ) A．变压器工作的基础是自感现象 B．在原线圈中，电能转化为磁场能 C．电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起 D．变压器对恒定电流也能变压 B　[变压器工作的基础是互感现象，故A错误；在原线圈中电能转化为磁场能，副线圈中磁场能转化成电能，电能是通过磁场从原线圈传递到副线圈的，故B正确，C错误；变压器只能对变化的电流有变压作用，对恒定电流没有变压作用，D错误。] 针对练2.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　 ) A．通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 C　[通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，故A错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量相等，故B错误；穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈中产生感应电动势，故C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，电流不通过铁芯，故D错误。] 知识点二　理想变压器的特点及应用 1．原、副线圈的电压关系：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＝。 2．变压器的分类 (1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器。 (2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈电压高的变压器。 【判断正误】 1．理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。(√) 2．输