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《2021_2022学年高中物理第二章交变电流6变压器学案教科版选修3_220210319254.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考变压器必备知识·自主学习一、变压器的结构与原理(1)变压器中闭合铁芯的主要作用是什么?提示:形成磁回路,减少能量损耗。(2)理想变压器的重要特征是什么?提示:不计能量损失,认为输出功率等于输入功率。1.结构:由一个铁芯及两组线圈组成。与电源连接的线圈称为原线圈,也叫初级线圈;与负载连接的线圈称为副线圈,也叫次级线圈。2.原理:当变压器的原线圈加上交变电压时,原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量,交变的磁通量穿过原线圈,也穿过副线圈,在原、副线圈中都产生感应电动势,当副线圈闭合时,在副线圈中就会有交流电通过,电能从原线圈通过磁场传输给副线圈。二、变压器的电压与匝
2、数的关系1.电压与匝数的关系:理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比,即=。2.两类变压器:(1)降压变压器:副线圈的电压比原线圈电压低的变压器。(2)升压变压器:副线圈的电压比原线圈电压高的变压器。-16-/16高考3.理想变压器:忽略原、副线圈的电阻及一切能量损失的变压器。三、电流与匝数的关系1.推导:理想变压器本身不消耗能量,则有I1U1t=I2U2t,故==。2.变压器线圈的特点:电压较高的线圈匝数较多,电流较小,导线较细,电压较低的线圈匝数较少,电流较大,导线较粗。四、电压互感器和电流互感器1.电压互感器:(1)特点:降压变压器。(2)连接方式:初级
3、并联在高压交流电路上,次级与交流电压表相连。2.电流互感器:(1)特点:升压变压器。(2)连接方式:原线圈串联在被测量交流电路中,副线圈与交流电流表相连。关键能力·合作学习知识点一理想变压器的变压和变流1.理想变压器的特点:(1)原、副线圈的电阻不计,不产生热量。(2)变压器的铁芯不漏磁。(3)在铁芯内产生的感应电流及产生的热量不计。理想变压器是一个没有能量损失的理想化模型。2.电压关系:由于不计原、副线圈的电阻,因此原线圈两端的电压U1=E1,副线圈两端的电压U2=E2,所以=。当有n组线圈时,则有:==…-16-/16高考3.功率关系:对于理想变压器,不考虑能量损失
4、,P入=P出。4.电流关系:由功率关系,当只有一个副线圈时,I1U1=I2U2,得==。当有多个副线圈时,I1U1=I2U2+I3U3+…得I1n1=I2n2+I3n3+…(1)变压器能改变恒定电流的电压和电流吗?为什么?提示:不能。因为电流大小和方向均不变,在副线圈中不能产生感应电动势和感应电流。(2)变压器能改变交变电流的频率吗?提示:不能。【典例】(多选)(2020·全国Ⅲ卷)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电
5、流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W【解析】选A、D。由图(b)可知,T=0.02s,所以f=50Hz,A正确;由图(b)可知电流i2的最大值为Im=A,故有效值I2==1A,R2两端的电压U2=I2R2=10V,由理想变压器的电压特点=-16-/16高考可得原线圈的两端电压U1=100V,所以电压表的示数为UV=220V-100V=120V,B错误;由欧姆定律得IA===A=0.5A,C错误;变压器副线圈的电流I=1A+0
6、.5A=1.5A,变压器传输的电功率P=U2I=10V×1.5A=15.0W,D正确。1.(2017·高考)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,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220WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为110VD.副线圈输出交流电的周期为50s【解析】选B。原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上,所以原线圈电压的有效值为U1=220V,由变压器的电压关系=,可得副线圈电压为U2=110V,电
7、压表的示数为交流电的有效值110V,C错误;副线圈的电流为I2==2A,由变压器的电流关系=,可得通过原线圈的电流为1A,B正确;原线圈的输入功率为P=U1I1=220W,A错误;交流电的周期为T==0.02s,D错误。2.据某新闻媒体报道,受新冠肺炎疫情影响,期间两个月我国居民的平均上网时间将近五小时,因此手机耗电特别大,如图为某快充手机充电器,设该充电器是一个理想变压器,已知它的原线圈匝数为220匝,副线圈匝数为9匝,-16-/16高考将该充电器接在220V的交流电源上给一部手机充电,并测得充电器的输出电流为1A,则下列说法正确的是(
