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1、变变 压压 器器问题：我们使用的各种用电器需要的电压各问题：我们使用的各种用电器需要的电压各不相同，而照明电路的电压是不相同，而照明电路的电压是220V220V，怎样解，怎样解决这个问题？决这个问题？各种各样的变压器各种各样的变压器1 1、变压器的构造：变压器是由闭合铁芯和、变压器的构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。绕在铁芯上的两个线圈组成。一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。（次级线圈）。问题：一个线圈连到交流电源两端，另一个问题：一个线圈连到交流电源两
2、端，另一个线圈连到小灯泡上，小灯泡可能发光吗？为线圈连到小灯泡上，小灯泡可能发光吗？为什么？什么？演示：观察小灯泡发光。演示：观察小灯泡发光。2 2、变压器的原理：、变压器的原理：1 1）当原线圏接交流电时，副线圏中的磁通量）当原线圏接交流电时，副线圏中的磁通量发生了变化，副线圏中产生感应电流。互感发生了变化，副线圏中产生感应电流。互感现象是变压器工作的基础。现象是变压器工作的基础。2 2）从能量转化的角度，变压器是把电能转化）从能量转化的角度，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置。为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置。问题：变压器是如何改变电压的呢？线圈的问题：变压器是如何
3、改变电压的呢？线圈的电压可能与哪些因素有关？请猜想。电压可能与哪些因素有关？请猜想。探究探究1 1、副线圈匝数对输出电压的影响。、副线圈匝数对输出电压的影响。保持原线圈匝数、原线圈电压不变。改变保持原线圈匝数、原线圈电压不变。改变副线圈的匝数，观察输出电压的变化。副线圈的匝数，观察输出电压的变化。注意：注意：1 1）原线圈电压不要超过）原线圈电压不要超过1212伏。伏。2 2）用）用多用电表的交流电压档测电压，先用大量程多用电表的交流电压档测电压，先用大量程后用小量程。后用小量程。3 3）设计表格记录结果。）设计表格记录结果。探究探究2 2、原线圈匝数对输出电压的影响。、原线圈匝数对输出电压的
4、影响。保持原线圈的电压不变和副线圈的匝数不变。保持原线圈的电压不变和副线圈的匝数不变。改变原线圈的匝数，观察输出电压的变化。改变原线圈的匝数，观察输出电压的变化。问题：变压器在工作时，哪些地方有能量损失问题：变压器在工作时，哪些地方有能量损失？如何减小损失？如何减小损失？答：线圈电阻发热，铁芯形成涡流，铁芯漏磁。答：线圈电阻发热，铁芯形成涡流，铁芯漏磁。答：线圈导线用铜线尽量粗些，铁芯用硅钢片答：线圈导线用铜线尽量粗些，铁芯用硅钢片组合成，铁芯应是闭合的。组合成，铁芯应是闭合的。探究探究3 3、闭合铁芯对输出电压的影响。、闭合铁芯对输出电压的影响。抽出铁芯的一个边，观察输出电压的变抽出铁芯的一
5、个边，观察输出电压的变化。化。3 3、理想变压器模型、理想变压器模型在电能的传输过程中没有能量损失的变在电能的传输过程中没有能量损失的变压器，是一种理想化模型。压器，是一种理想化模型。问题：请应用法拉弟电磁感应定律，推导理问题：请应用法拉弟电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。4 4、理想变压器的规律：、理想变压器的规律：1 1）电压规律：）电压规律：U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2 当当n n2 2nn1 1时，时，U U2 2UU1 1，变压器使电压升高，这种，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器；变压器叫做
6、升压变压器；当当n n2 2nn1 1时，时，U U2 2UU1 1，变压器使电压降低，这种，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器变压器叫做降压变压器. .2 2）功率规律：）功率规律：P P入入=P=P出出或或U U1 1I I1 1U U2 2I I2 2问题：如果只有一只副线圈，原线圈与副线问题：如果只有一只副线圈，原线圈与副线圈的电流有什么关系？圈的电流有什么关系？3 3）电流规律：）电流规律：I I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1 问题：如果有多只副线圈，上述三条规律还问题：如果有多只副线圈，上述三条规律还正确吗？正确吗？答：电压规律正确：答：电压规律正确：U
7、U1 1/n/n1 1=U=U2 2/n/n2 2=U=U3 3/n/n3 3 （每匝线圏上的电压相等）（每匝线圏上的电压相等） 功率规律正确：功率规律正确：U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3 电流规律不正确。电流规律不正确。问题：绕制原副线圈的导线粗细一样吗？问题：绕制原副线圈的导线粗细一样吗？答：粗细不一样。高压线圈匝数多而通过的答：粗细不一样。高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线。通过的电流大，用较粗的导线。问题：变压器输出电压与输入电压的频率相问题：变压器输
8、出电压与输入电压的频率相等。等。答：相等答：相等问题：如果变压器的负载变化，那么输入电问题：如果变压器的负载变化，那么输入电压、输入电流、输入功率如何变化？压、输入电流、输入功率如何变化？结论：如果变压器的负载发生变化，确定物结论：如果变压器的负载发生变化，确定物理量变化时，依据以下原则：理量变化时，依据以下原则：输入电压输入电压U U1 1决定输出电压决定输出电压U U2 2； 输出电流输出电流I I2 2决定输入电流决定输入电流I I1 1 ； 输出功率输出功率P P2 2决定输入功率决定输入功率P P1 1；5 5、几种常用的变压器、几种常用的变压器1 1）自耦变压器：原副线圈用同一只线
9、圈。）自耦变压器：原副线圈用同一只线圈。问题：自耦变压器是升压变压器，还是降压问题：自耦变压器是升压变压器，还是降压变压器。变压器。2 2）互感器（测电压、电流）互感器（测电压、电流）问题：两个互感器在连接时有什么区别？问题：两个互感器在连接时有什么区别？问题：两个互感器匝数有什么区别？问题：两个互感器匝数有什么区别？小结：小结：（1 1）变压器主要由铁芯和线圈组成。）变压器主要由铁芯和线圈组成。（2 2）变压器可改变交变电流的电压和电流，）变压器可改变交变电流的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象。利用了原副线圈的互感现象。（3 3）理想变压器规律：）理想变压器规律：例例1 1、如如图图所所
10、示示，理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈匝匝数数分分别别为为n n1 1、n n2 2，原原线线圈圈加加交交变变电电压压U Ul l，以以下下说说法法正正确的是：确的是：A A、S S断开时，断开时，MNMN电压最大，电压最大，ONON电压为零；电压为零；B B、S S断开时，断开时，MNMN电压为零，电压为零，ONON电压为电压为U U1 1n n2 2n n1 1；C C、S S闭合时，闭合时，MNMN电压为电压为U Ul ln n2 2n nl l；D D、S S闭闭合合，且且滑滑动动触触头头向向下下滑滑时时，原原线线圈圈电电流流变变小，副线圈电流变大。小，副线圈电流变大。BCBC例
11、例2 2、如图所示，理想自藕变压器接在电压、如图所示，理想自藕变压器接在电压为为U U的正弦交流电源上，当开关的正弦交流电源上，当开关S S接接a a时，交时，交流电流表与交流电压表的示数分别是流电流表与交流电压表的示数分别是I I1 1和和U U1 1，当开关，当开关S S接接b b时，两表示数又分别变为时，两表示数又分别变为I I2 2和和U U2 2，由此可知，由此可知A A、U U1 1U U2 2，I I1 1I I2 2 B B、U U1 1U U2 2，I I1 1I I2 2C C、U U1 1U U2 2，I I1 1I I2 2 D D、U U1 1U U2 2，I I1
12、1I I2 2D D例例3 3、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比数比n n1 1：n n2 2=4=4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A A1 1的的示数是示数是12mA12mA，则电流表，则电流表A A2 2的示数为（的示数为（ ）A A、2mA2mAB B、0mA0mAC C、48mA48mAD D、与负载、与负载R R的值有关的值有关B B例例4 4、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为数之比为n n1 1：n
13、 n2 2=4=4：1 1，原线圈回路中的电阻，原线圈回路中的电阻A A与副线圈回路中的负载电阻与副线圈回路中的负载电阻B B的阻值相等。的阻值相等。a a、b b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比比P PA A：P PB B=_=_，两电阻两端的电压之比，两电阻两端的电压之比U UA A：U UB B=_=_。1:161:161:41:4例例5 5、如图所示，（、如图所示，（a a）是一理想变压器的电路）是一理想变压器的电路连接，（连接，（b b）是在原线圈两端所加的电压随时）是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原副线圈的匝数比为间变
14、化的关系图象，已知原副线圈的匝数比为1010：1 1，开关，开关S S断开电流表断开电流表A A2 2的示数为的示数为2A2A，求：，求：（1 1）变压器输入功率和电压表的示数；）变压器输入功率和电压表的示数；（2 2）将开关）将开关S S闭合，定性分析电路中三只电表闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。的示数变化情况。40W40W20V20V例例6 6、如图所示，理想变压器有两个副线圈，原、如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈线圈1 1接接220V220V的交流电源，副线圈的交流电源，副线圈2 2的匝数为的匝数为3030匝，两端并有匝，两端并有“12V12V、12W12W”的灯泡的
15、灯泡L L正常发光，正常发光，副线圈副线圈3 3的输出电压为的输出电压为110V110V，接有电阻，接有电阻R R，通过，通过R R的电流为的电流为0.4A0.4A，求：，求：（1 1）副线圈）副线圈3 3的匝数的匝数n n3 3；（2 2）原线圈）原线圈1 1的匝数的匝数n n1 1 和通过它的电流和通过它的电流I I1 1。275275匝匝550550匝匝0.25A0.25A例例7 7、在绕制变压器时，将两个线圈在如图变压、在绕制变压器时，将两个线圈在如图变压器铁芯的左右两个臂上。当通以交流电时，每个器铁芯的左右两个臂上。当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都一半通过另一个线圈。已知线圈产
16、生的磁通量都一半通过另一个线圈。已知线圈线圈1 1、2 2的匝数之比为的匝数之比为2:12:1。在不接负载的情况。在不接负载的情况下（下（ ）A A、线圈、线圈1 1输入电压输入电压220V220V，线圈，线圈2 2输出电压输出电压110V110VB B、线圈、线圈1 1输入电压输入电压220V220V，线圈，线圈2 2输出电压输出电压55V55VC C、线圈、线圈2 2输入电压输入电压110V110V，线圈，线圈1 1输出电压输出电压220V220VD D、线圈、线圈2 2输入电压输入电压110V110V，线圈，线圈1 1输出电压输出电压110V110VBDBD例例8 8、四个相同的电灯与理
17、想自耦变压器连接，、四个相同的电灯与理想自耦变压器连接，当接上交流电源后，四个电灯均正常发光，则当接上交流电源后，四个电灯均正常发光，则电压之比电压之比U U1 1:U:U2 2为（为（ ） A A、1:11:1 B B、3:1 3:1 C C、4:14:1 D D、5:15:1C C例例9 9、完全相同的灯泡全部正常发光，三、完全相同的灯泡全部正常发光，三个线圈的匝数之比为：个线圈的匝数之比为：_4:1:24:1:2例例1010、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比比n n1 1：n n2 2：n n3 3=44=44：3 3：1 1，原线圈两端输入电压，
18、原线圈两端输入电压U U1 1=220V=220V，在变压器输出端如何连接可使一盏，在变压器输出端如何连接可使一盏“20V 10W20V 10W”灯泡正常发光？如何连接可使一灯泡正常发光？如何连接可使一盏盏“10V 5W10V 5W”灯泡正常发光？通过计算，分灯泡正常发光？通过计算，分别画出连接图。别画出连接图。例例1111、如图（甲）所示，在变压器的输入端串、如图（甲）所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管接上一只整流二极管D D，在变压器的输入端加，在变压器的输入端加上如图（乙）所示的交变压上如图（乙）所示的交变压 ，设设t=0t=0时刻为时刻为a a“+ +”、b b“- -”，则副线圈输出的，则副线圈输出的电压的波形（设电压的波形（设c c端电势高于端电势高于d d端电势时的电压端电势时的电压为正）是图中的（为正）是图中的（ ）B B同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
