3.3 变压器 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

§3 变压器 一、变压器的结构与原理 1、主要结构: 闭合铁芯 原线圈(初级线圈): 与电源相连的线圈. 副线圈(次级线圈): 与负载相连的线圈. 2、原理： 利用电磁感应现象，即原线圈的交变电流所产生的交变磁通通过副线圈引起感应电动势，达到电压改变的目的. 次数 n1 n2 U1 U2 1 100 200 2 600 3 800 4 400 200 5 600 6 800 二、变压器的电压与匝数的关系 5 对理想变压器： ①忽略漏磁（磁损） ②忽略线圈导线电阻产热（铜损） ③忽略铁芯涡流发热（铁损） 注意： 匝数比一定时，输入电压（U1）决定输出电压（U2） 理想变压器原副线圈的电压与匝数成正比 当n2>n1 当n2<n1 即U2>U1 升压变压器 即U2<U1 降压变压器 三、变压器的电流与匝数的关系 I1 I2 对理想变压器: 注意: 匝数比一定时，副线圈的输出功率(P2)决定原线圈的输入功率(P1). 原、副线圈电流关系 原、副线圈功率关系 对理想变压器: 注意: 匝数比一定时，副线圈的电流(I2)决定原线圈电流(I1). 电压关系： 电流关系： 输入功率等于输出功率 磁通变化率相同 四、应用 1.电压互感器 作用：与电压表配合使用，测量高电压 原理：降压变压器 n1 n2 U1 U2 (n1 >n2) 2.电流互感器 作用：与电流表配合使用，测量大电流 原理：升压变压器 (n2>n1) n1 n2 I1 I2 1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向右做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为（ ） A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关 2、如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的两个线圈，上线圈两端与 u ＝51sin314t (V) 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是 (　　) A．2.0 V　　　　　　　 B．9.0 V C．12.7 V D．144.0 V 3、自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（    ） A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数 C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈 B 14 4、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=______，通过原线圈的电流 I1 =______。 180 3A 5、科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.25m2，共50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1：100。下列说法正确的是（　） A．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花 B．线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花 C．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花 D．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花 B 16 6、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5，原线圈两端的交变电压为u=，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有（    ） A．开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz B．开关接通后，电压表的示数为100V C．开关断开后，电压表的示数变大 D．开关断开后，变压器的输出功率不变 变压器的动态变化问题 1、理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。原线圈两端接在电压为U的交流电源上。则 ( ) A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大 B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小 2．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确