3.3变压器-2023-2024学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）

3.3变压器原卷版 目录 一、 【变压器的原理知识点梳理】 1 二、 【特殊的变压器知识点梳理】 4 三、 【理想变压器进行动态分析知识点梳理】 8 四、 【负载电阻等效法知识点梳理】 10 1、 【变压器的原理知识点梳理】 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈． 2．变压器的工作原理 (1)原理：电流磁效应、电磁感应． 互感现象是变压器工作的基础．电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，所以铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生了感应电动势，副线圈也能够输出电流． (2)原理图解 二、电压与匝数的关系 1．理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型． (1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、相同． (2)线圈无电阻，因此无电压损失，U＝E＝n. (3)根据＝得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有＝＝＝… 2．电压与匝数的关系：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＝. (1)只有一个副线圈：＝； (2)有多个副线圈：＝＝＝… 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器． 三、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系 1．功率关系：从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出． 2．电流关系 (1)只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或＝. (2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 3．理想变压器原、副线圈基本量的关系 理想变 压器 (1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流) (2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本 关系 功率关系 根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式：＝，与负载、副线圈的个数无关 电流 关系 (1)只有一个副线圈时：＝ (2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率) 4．关于理想变压器的几点说明 (1)变压器不能改变直流电压． (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值． (4) P入＝P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于输出功率之和． (5) 理想变压器本身不消耗能量。 (6) 当原线圈中串联电阻(或灯泡)时,U1为加在原线圈两端的电压,并不是电源的电压。 四、变压器中的能量转化 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量． 【变压器的原理举一反三练习】 1．（多选）如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（　　） A．电流表的示数为2A B．原、副线圈匝数比为1∶2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为50Hz 2．（多选）某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为11000V，输出电流为300mA。该变压器（　　） A．原、副线圈的匝数之比为1:50 B．输入电流为20A C．输入电流的最大值为A D．原、副线圈交流电的频率之比为1:1 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5倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（    ） A．原、副线圈匝数之比为5：1 B．原、副线圈匝数之比为4：1 C．此时a和b的电功率之比为4：1 D．此时a和b的电功率之比为1：4 4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈两端接的交流电源，副线圈两端接的负载电阻，电表均为理想交流电表。则下列说法中正确的是（　　） A．副线圈中输出交流电的频率为12.5Hz B．副线圈中电压表的示数为 C．变压器的输入功率为55W D．原线圈中的电流表A的示数为 5．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，原线圈接电压稳定的正弦交变电源，为定值电阻，为滑动变阻器，现移动滑片P，则滑动变阻器两端的电压变化量和流过的电流变化量的比值为（    ）    A． B． C． D． 2、 【特殊的变压器知识点梳理】 (1)自耦变压器(又