【課件】變壓器（人教版2019選擇性必修第二冊）

第3節(jié):變壓器高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器的構(gòu)造知道變壓器的構(gòu)造變壓器的構(gòu)造：變壓器是由閉合的鐵芯和繞在鐵芯上兩個線圈組成。原線圈：與交流電壓連接的線圈副線圈：與負載連接的線圈變壓器實物圖變壓器示意圖變壓器電學符號變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？原線圈副線圈原線圈接交流電原線圈中的磁場發(fā)生改變在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應電動勢副線圈中的磁通量隨之發(fā)生改變副線圈有感應電流U2U1×～高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器的工作原理變壓器利用互感原理工作的變壓器的基本原理是利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象工作的高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系實驗探究高中物理選擇性必修第二冊

第二章：安培力與洛倫茲力

第4節(jié):互感和自感理想變壓器理想變壓器是一個理想化的模型

現(xiàn)實中的變壓器：1．由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴格相等造成能量損失2．原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成能量損失3．鐵芯中有磁損耗，產(chǎn)生渦流造成能量損失理想變壓器：我們把沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器。理想變壓器也是一個理想化模型。本章涉及的習題不做特殊說明我們一般認為是理想變壓器。理想變壓器的能量轉(zhuǎn)化：變壓器能輸送電能是利用了電磁感應。在原線圈上由變化的電流激發(fā)了一個變化的磁場，即電場的能量轉(zhuǎn)變成磁場的能量；通過鐵芯使這個變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，于是在副線圈上產(chǎn)生了感應電流，磁場的能量轉(zhuǎn)化成了電場的能量

理想變壓器的輸出功率等于輸入功率高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系理論推導（理想變壓器）原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應電動勢分別是：若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系核心公式實驗和理論分析都表明：理想變壓器原、副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比。1、n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器2、n2<n1

U2<U1——降壓變壓器高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關系理論推導理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出理想變壓器原、副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個副線圈的變壓器高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感理想變壓器的規(guī)律變壓器各量的制約關系理想變壓器的規(guī)律→U1決定

U2①電壓關系：→I2決定

I1→P出決定P入②功率關系：P入=P出③電流關系：高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感有多個副線圈的理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關系理論推導原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應電動勢分別是：若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有:

一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應的電壓分別為U1、U2和U3，相應的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：多匝線圈的理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關系n1n2n3U1U2U3高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感

一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應的電壓分別為U1、U2和U3，相應的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：把和

代入上式得多匝線圈的理想變壓器的電流與匝數(shù)的關系n1n2n3U1U2U3有多個副線圈的理想變壓器的電流與匝數(shù)的關系1.自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感幾種常見的變壓器自耦變壓器

A電流互感器電壓互感器V

使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感幾種常見的變壓器互感器高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感變壓器的能量轉(zhuǎn)化高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感科學漫步1．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1:n2=4:1，當導線在平行導軌上勻速切割磁感線時，電流表A1的示數(shù)是12mA，則副線圈中電流表A2的示數(shù)是()A．3mA B．48mAC．零 D．與R阻值有關C高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感2．手機無線充電是比較新穎的充電方式．如圖所示電磁感應式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量．當充電基座上的送電線圈（原線圈）兩端接上正弦式交變電壓后，就會在鄰近的受電線圈（副線圈）中產(chǎn)生感應電動勢，最終實現(xiàn)為手機電池充電．則受電線圈（副線圈）中產(chǎn)生的感應電動勢（）A．恒定不變 B．周期性變化C．大小不變、極性不斷變化 D．極性不變、大小不斷變化B高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感3．如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)之比為n1:n2，副線圈接一個阻值為R的電阻，則下列說法正確的是（）A．若ab之間接電壓恒定的電源且電壓為U，則R中的電流為B．若ab之間接交流電源且電壓為U，則原線圈中的電流為C．若ab之間接交流電源且電壓為U，增大n2，則副線圈的輸出功率將增大D．若ab之間接交流電源且電壓為U，增大R，則原線圈輸入功率將增大C高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感4．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W，原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（）A．B．C．原副線圈電流之比為1∶2D．原線圈輸入功率為22WD高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感5．如圖（a）所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為11:1，副線圈與理想電流表理想電壓表以及負載電阻R連接成閉合回路，R兩端電壓隨時間變化規(guī)律如圖（b）所示。原線圈輸入電壓為U0的交變電流，負載電阻R=20Ω，下列說法中正確的是（）。A．變壓器輸入電壓的最大值是B．電流表的示數(shù)為C．原線圈輸入交流電的頻率是50HzD．變壓器的輸入功率是10WA高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感6．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55Ω的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．原線圈的輸入功率為B．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為D．副線圈輸出交流電的周期為50sB高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感7．自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為2200匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.2kW。設此時原線圈中電流有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（）A．440V和5.3A B．440V和10A C．240V和5.3A D．240V和10AB高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感8．理想變壓器原線圈為1500匝，副線圈為500匝，原線圈接交流電源，副線圈接有電阻R，當變壓器正常工作時，原、副線圈中（）A．電流頻率之比為3：1 B．電壓之比為3：1C．電流之比為3：1 D．功率之比為1：1BD高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感9．如圖甲是線圈線垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交流電壓圖像，把該交流電壓加在如圖乙中理想變壓器的A、B兩端。已知變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5:1，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R=1Ω，其他各處電阻不計。下列說法正確的是（）A．在t=0.1s和0.3s時，穿過線圈的磁通量最大B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為5πrad/sC．電壓表的示數(shù)為2.83VD．電流表的示數(shù)為0.40ABD高中物理選擇性必修第二冊

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第4節(jié):互感和自感10．如圖所示是理想變壓器的示意圖，副線圈有一抽頭M，原線圈接交流電。第一次把燈泡A（12V、12W）接在PN之間，燈泡A恰好正常發(fā)光；第二次把燈泡B（6V