高中物理第二章交變電流6變壓器

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變壓器第二章交變電流1/291.了解變壓器結(jié)構(gòu)及幾個(gè)常見變壓器，了解變壓器工作原理.2.掌握理想變壓器功率關(guān)系.3.了解變壓器變壓規(guī)律和變流規(guī)律，并利用此規(guī)律處理實(shí)際問題.目標(biāo)定位2/29二、理想變壓器規(guī)律三、電壓互感器和電流互感器欄目索引一、變壓器結(jié)構(gòu)與原理對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾3/29一、變壓器結(jié)構(gòu)與原理知識(shí)梳理1.變壓器結(jié)構(gòu)：如圖1所表示，為變壓器示意圖和在電路圖中符號(hào).圖1(1)變壓器結(jié)構(gòu)：閉合鐵芯、原線圈(匝數(shù)用n1表示)、副線圈(匝數(shù)用n2表示).輸入電壓是U1，輸出電壓是U2，兩個(gè)線圈都繞在

上.閉合鐵芯答案4/293.原、副線圈地位(1)原線圈在其所處回路中充當(dāng)負(fù)載.(2)副線圈在其所處回路中充當(dāng)

.4.變壓器

(填“改變”或“不改變”)交流電頻率.(2)原線圈：與

相連接線圈，又叫做

.(3)副線圈：與

相連另一個(gè)線圈，又叫做

.2.變壓器工作基礎(chǔ)是互感現(xiàn)象，因?yàn)榛ジ凶饔?，穿過原、副線圈磁通量相等，磁通量改變率

相等，若原線圈匝數(shù)為n1，則U1＝n1，副線圈匝數(shù)為n2，則U2＝n2，所以

＝____.答案交流電源初級(jí)線圈負(fù)載次級(jí)線圈電源不改變5/29【深度思索】(1)把兩個(gè)沒有導(dǎo)線相連線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上，一個(gè)線圈連接到交流電源兩端，另一個(gè)線圈連接到小燈泡上(如圖2所表示)，小燈泡能發(fā)光嗎？為何？答案能.當(dāng)左邊線圈加上交流電壓時(shí)，左邊線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生周期性改變磁通量，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，在左、右線圈中都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，右線圈作為電源給小燈泡供電，小燈泡就會(huì)發(fā)光.答案圖2(2)若把交流電源改為蓄電池，小燈泡發(fā)光嗎？答案不發(fā)光.6/29典例精析例1理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中一定相同物理量是(

)A.每匝線圈中磁通量改變率B.交變電流頻率C.原線圈輸入功率和副線圈輸出功率D.原線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總結(jié)提升ABC答案返回7/29總結(jié)提升變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不能改變功率和交變電流頻率.返回8/29二、理想變壓器規(guī)律知識(shí)梳理1.理想變壓器特點(diǎn)(1)變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁；無發(fā)燒損失.(2)原副線圈不計(jì)內(nèi)阻，即也無能量損失.2.理想變壓器功率關(guān)系從能量守恒看，理想變壓器輸入功率

輸出功率，即P入＝

.3.變壓器變壓關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈：(2)有多個(gè)副線圈：答案等于P出9/294.電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，由U1I1＝U2I2，得：n1I1＝n2I2，即＝(2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，由I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋……得：n1I1＝

＋n3I3＋……5.電壓、電流、功率制約關(guān)系(1)電壓制約：輸入電壓

決定輸出電壓

.(填“U1”或“U2”)(2)功率制約：

決定

，這表達(dá)了能量守恒特點(diǎn).(填“P出”或“P入”)(3)電流制約：輸出電流

決定輸入電流

.(填“I1”或“I2”)n2I2U1U2P出P入I2I1答案10/29【深度思索】變壓器為何不能改變交流電頻率？答案因?yàn)樵⒏本€圈中磁通量改變情況相同，所以變壓器不能改變交流電頻率.答案11/29例2如圖3所表示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，

和

均為理想電表，燈泡電阻RL＝6Ω，AB兩端電壓u1＝12sin100πt(V).以下說法正確是(

)A.電流頻率為100HzB.讀數(shù)為24VC.讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W典例精析解析答案總結(jié)提升圖3返回12/29答案D總結(jié)提升13/29總結(jié)提升(1)電壓表、電流表示數(shù)均為有效值.(2)理想變壓器P入＝P出.(3)變壓器不改變頻率，即原、副線圈電流頻率相等.14/29針對(duì)訓(xùn)練如圖4所表示，將額定電壓為60V用電器，經(jīng)過一理想變壓器接在正弦交變電源上.閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)示數(shù)分別為220V和2.2A.以下判斷正確是(

)A.變壓器輸入功率為484WB.經(jīng)過原線圈電流有效值為0.6AC.經(jīng)過副線圈電流最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3圖4解析答案15/29解析變壓器輸入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60W＝132W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；答案BD16/29例3如圖5所表示，理想變壓器三個(gè)線圈匝數(shù)之比為n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220V交流電源上，n2和n3分別與電阻R2、R3組成閉合回路.已知經(jīng)過電阻R3電流I3＝2A，電阻R2＝110Ω，求經(jīng)過電阻R2電流I2和經(jīng)過原線圈電流I1.圖5解析答案總結(jié)提升返回17/29解析由變壓器原、副線圈電壓比等于其匝數(shù)比可得，加在R2上電壓依據(jù)輸出功率等于輸入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3代入數(shù)據(jù)解得經(jīng)過原線圈電流為：I1＝0.7A.答案1A

0.7A總結(jié)提升18/29總結(jié)提升含多個(gè)副線圈變壓器，電壓仍與匝數(shù)成正比，但電流關(guān)系只能經(jīng)過功率關(guān)系來判斷.返回19/291.電壓互感器(1)結(jié)構(gòu)：小型降壓變壓器，如圖6甲所表示.(2)接法：原線圈

在高壓電路中，副線圈接電壓表；為了安全，外殼和副線圈應(yīng)

.(3)作用：將

電壓變?yōu)?/p>

電壓，經(jīng)過測(cè)量低電壓，計(jì)算出高壓電路電壓.三、電壓互感器和電流互感器知識(shí)梳理圖6并聯(lián)接地高低答案20/292.電流互感器(1)結(jié)構(gòu)：小型升壓變壓器，如圖乙所表示.(2)接法：原線圈

在被測(cè)電路中，副線圈接電流表.為了安全，外殼和副線圈應(yīng)

.(3)作用：將

電流變成

電流，經(jīng)過測(cè)量小電流，計(jì)算出被測(cè)電路中大電流.串聯(lián)接地大小答案21/29典例精析例4普通交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要經(jīng)過電流互感器來連接，如圖7所表示，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則(

)A.ab接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB.ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC.ab接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD.ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd解析答案圖7總結(jié)提升返回解析依據(jù)單一副線圈理想變壓器原理，電流比值等于匝數(shù)比倒數(shù)，可得ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd，故B正確.B22/29總結(jié)提升(1)電壓互感器U1>U2，n1>n2；(2)電流互感器I1>I2，n1<n2.(3)電壓互感器應(yīng)并聯(lián)接入電路，電流互感器應(yīng)串聯(lián)接入電路.返回23/291.(變壓器原理分析)關(guān)于理想變壓器工作原理，以下說法正確是(

)A.通有正弦交變電流原線圈產(chǎn)生磁通量不變B.穿過原、副線圈磁通量在任何時(shí)候都不相等C.穿過副線圈磁通量改變使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.原線圈中電流經(jīng)過鐵芯流到了副線圈C對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾1234解析答案解析通有正弦交變電流原線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)是改變，因?yàn)槊娣eS不變，故磁通量Φ改變，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無漏磁，故B錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知C正確；原線圈中電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，原、副線圈經(jīng)過磁場(chǎng)聯(lián)絡(luò)在一起，故D錯(cuò)誤.24/292.(理想變壓器基本規(guī)律應(yīng)用)如圖8所表示為一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，兩個(gè)標(biāo)有“12V,6W”燈泡并聯(lián)在副線圈兩端.當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想電表)示數(shù)分別是(

)A.120V,0.10A B.240V,0.025AC.120V,0.05A D.240V,0.05A1234解析答案圖8D25/2912343．(理想變壓器基本規(guī)律應(yīng)用)(多項(xiàng)選擇)如圖9所表示，一理想變壓器原線圈A、B兩端接入電壓為u＝3sin314tV交變電流．原線圈匝數(shù)n1＝100匝，副線圈匝數(shù)n2＝200匝，則(

)A．將擊穿電壓為6V電容器接在C、D兩端，能正常工作B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在C、D兩端，打點(diǎn)周期為0.02sC．把額定電壓為6V小燈泡接在C、D兩端，小燈泡能正常工作D．把交流電壓表接在C、D兩端時(shí)，電壓表讀數(shù)為8.48V解析答案圖926/291234答案BC27/2912344.(互感器應(yīng)用)如圖10所表示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，圖中電壓表示數(shù)為2