高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流3 变压器学案设计

3.3 变压器

【学习目标】

1、知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理

2、通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。

3、了解变压器在生活中的应用

【基础感知】

1、变压器的构造

变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的

原线圈（也叫_______线圈）——与电源相连，输入电压U1，线圈匝数n1

___线圈（也叫_______线圈）——与用电器相连，输出电压U2，线圈匝数n2

2、变压器的原理

变压器的工作基础是____________.变压器把电能通过_______从原线圈传到副线圈。

3、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系

归纳结论：在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比跟原、副线圈的匝数比成正比

即：_______________________

4、根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系

（1）能量损耗分析

分析：主要表现在漏磁、线圈电阻发热、铁芯涡流等方面，在解决漏磁方面，铁芯起到了重要作用。

演示：铁芯闭合和不闭合的不同效果

（2）理论推导

忽略能量损失的变压器叫理想变压器。

对于理想变压器，无漏磁，通过原、副线圈的磁通量及其变化量都相等，即

原、副线圈产生的感应电动势分别为

因原、副线圈没有电阻，原副线圈两端电压与电动势的关系分别为

由此可得，原副线圈的电压与匝数的关系为

制约关系：当匝数不变时，输出电压U2由输入电压U1决定

（3）升压变压器：n2______n1,U2_______U1,即副线圈电压比原线圈电压高

降压变压器：n2______n1,U2_______U1,即副线圈电压比原线圈电压低

5、理想变压器原副线圈的电流与匝数的关系

理想变压器的输入的电功率等于输出的电功率，即

由此可得：

制约关系：

当变压器原副线圈的匝数比一定，且U1一定，原线圈中的电流由副线圈中的输出电流决定

变压器的输入功率P1是由输出功率P2决定的

【典型例题】

例1、变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线，为什么？

例2、如图所示，是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。负载变化时输入电压不会有大的波动（认为V1读数不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。如果变压器的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况是

例3、如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（   ）

A．原线圈的输入功率为        B．电流表的读数为

C．电压表的读数为             D．副线圈输出交流电的周期为

【学以致用】阅读课本科学漫步，如何测量高压线上的交流电压、电流？