第三章 第三节 变压器-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）

第三节　变压器 核心素养要求 核心素养呈现 1.了解变压器的构造及工作原理． 2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系及应用． 3.会推导理想变压器的原、副线圈中的电流关系． 4.应用理想变压器解决实际问题. 　认识变压器 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成，与电源连接的线圈称为原线圈，也称为初级线圈；与负载连接的线圈称为副线圈，也称为次级线圈． 2．原理：互感现象是变压器的工作基础．电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场， 由于电流的大小、方向不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，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，在输入的电压一定时，原、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样． 4．理想变压器：没有能量损耗的变压器． 如果将变压器的原线圈接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？ 提示：不能．变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生． 　变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．电压关系：理想变压器的原、副线圈两端的电压之比等于原、副线圈的匝数之比．公式：＝. 2．变压器效率：变压器的输出功率与输入功率之比． 3．两类变压器 (1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器． (2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈电压高的变压器． (1)理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于两个线圈的匝数之比．(√) (2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高．(×) (3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失．(×) (4)理想变压器不能改变交变电流的频率．(√) 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 [思维深化] 1．实验操作 (1)按图示连接电路． (2)保持原线圈匝数n1不变，副线圈的匝数n2逐渐增多，观察小灯泡亮度情况． (3)保持副线圈的匝数n2不变，原线圈的匝数n1逐渐增多，观察小灯泡亮度情况． (4)原线圈接6 V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，改变副线圈匝数n2，用多用电表交流电压挡测出副线圈两端的电压，记入表格，重复三次． (5)原线圈接6 V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，改变原线圈匝数n1，用多用电表交流电压挡测出副线圈两端的电压，记入表格，重复三次． 2．实验现象 (1)当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮；当副线圈的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗． (2)将不同的原线圈接入线路测出线圈两端的电压填入下表： 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1 副线圈电压U2 100 200 6 V 12 V 1∶2 1∶2 100 400 6 V 24 V 1∶4 1∶4 100 600 6 V 36 V 1∶6 1∶6 200 200 6 V 6 V 1∶1 1∶1 400 200 6 V 3 V 2∶1 2∶1 600 200 6 V 2 V 3∶1 3∶1 3.实验结论 在误差范围内，变压器原、副线圈两端电压与匝数成正比，数学表达式为＝. 　在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中． (1)除变压器外，实验时需要的仪器为图中的______．(填选项字母) (2)一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00 V和3.80 V，发现电压比与匝数比并不相等，主要原因是__________．(至少写出两点) (3)某同学在完成上述实验后，用多用电表测量变压器原线圈的电阻，测量时选择开关如图甲、指针偏转如图乙所示，则线圈电阻为________Ω. 【解析】　(1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，除变压器外，还需要低压交流电源及多用电表，故选BE. (2)实验中，发现电压比与匝数比并不相等，主要原因可能是：有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压，从而出现电压之比与匝数之比不相符的情况． (3)测量时选择开关如图甲，则可判断测电阻所用倍率为“×1”挡，指针偏转如图乙所示，读数为22×1 Ω，故所测线圈电阻为22 Ω. 【答案】　(1)BE　(2)有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压　(3)22 [针对训练] 1．物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”．可拆变压器如图甲、乙所示： (1)下列说法正确的是______________； A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D．测量副