高中物理 第4章 远距离输电 第2节 变压器教师用书 鲁科版选修3-2-鲁科版高中选修3-2物理学案VIP免费

第2节变压器学习目标知识脉络1.知道变压器的构造及几种常见的变压器.2.理解变压器的工作原理及工作规律．(重点)3.理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系．(重点、难点)4.理解理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率的关系．(重点、难点)变压器的结构和原理1．变压器的结构(1)变压器：能升高电压或降低电压的设备称为变压器．(2)构造：如图421甲所示，变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成，其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，线圈用绝缘导线绕成．与电源连接的线圈叫做原线圈(也叫初级线圈)，与负载连接的线圈叫做副线圈(也叫次级线圈)．原、副线圈的匝数分别用符号n1、n2表示；原线圈两端的电压又叫输入电压，用符号U1表示，副线圈两端的电压又叫输出电压，用符号U2表示．在电路中变压器的符号如图乙所示．图421(3)种类：变压器分为升压变压器和降压变压器两种．2．变压器的工作原理当原线圈两端加上交变电压时，就有交变电流通过原线圈，并在铁芯中产生交变的磁场，铁芯中就有变化的磁通量，这个变化的磁通量同样会穿过副线圈，并在副线圈两端产生感应电动势．如果变压器在传输电能的过程中损失的能量很小，可以忽略不计，这种变压器就叫做理想变压器．1．变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能转化．(√)2．变压器对恒定电流也能变压．(×)3．不计电能损耗的变压器为理想变压器．(√)1原、副线圈是否通过铁芯导通？【提示】不是．都绕在同一绝缘铁芯上．在课外，某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时，发现缺少电源，于是就用一种摩托车的蓄电池代替，按图422所示进行实验．图422探讨1：闭合电键后，灯泡是否发光？【提示】因蓄电池是直流电源，向外输出恒定电压，故连接到副线圈上的小灯泡不会发光．探讨2：解释出现这种现象的原因．【提示】原因是：恒定电压加在原线圈上后，线圈内的磁通量不发生变化，因而副线圈中的磁通量也不发生变化，所以E＝n＝0.故副线圈中无感应电动势．1．理想变压器有什么特点(1)没有漏磁，即通过原、副线圈的每一匝的磁通量都一样；(2)原、副线圈没有电阻，即忽略原副线圈中的焦耳热损耗(铜损)；(3)铁芯中无磁损耗，也不产生涡流；(4)原、副线圈的感抗均趋于无穷大，从而空载电流趋于0.2．变压器的工作原理图423变压器的变压原理是电磁感应．如图图423所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．由于互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈．其能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副线圈电能．1．(多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有()A．交流电的频率B．磁通量的变化率C．功率D．交流电的峰值【解析】理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、2副线圈中功率相同，B、C正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交流电频率，A正确、D错误．【答案】ABC2．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈【解析】通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能，原、副线圈通过磁联系在一起，故D错误．【答案】C3.如图424所示为汽油机中点火装置的示意图，它使用的是12V直流电源，在变压器的输出端却可得到高达10000V的高压，开关是自动控制的，欲使副线圈两端得到一个高压，应使()图424A．开关总处于接通状态B．开关在接通时断开C．开关在断开时接通D．开关总处于断开状态【解析】欲使副线圈两端得到一个高压，必须使变压器铁芯中的磁通量发生变化...