变压器、远距离输电
【知识回顾】
一、变压器
1．定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器．
说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流．
2．构造：
变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的．
原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）．
副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）．许多情况副线圈不只一个．
二、理想变压器
1．理想变压器是一种理想模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个 特点：
（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样．每匝线圈中所产生感应电动势相等．
（2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象．
（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象．
说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理．
2．理想变压器的变压原理
变压器工作的原理是互感现象，互感现象即是变压器变压的成因．当变压器原线圈上加上交变电压，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量．这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象．
在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比．
3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置． 4．理想变压器的基本关系
（1）输出功率等于输入功率P出＝P入，U1I1＝U2I2．
（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比，2121nnUU．
A1 V
A2
A2 变压器练习题(经典）
1.如图所示，在图甲中是两根不平行导轨，图乙中是两根平行导轨，其他物理条件都相同，金属棒MN都在导轨上向右匀速平动，在棒的运动过程中，将观察到
A.两个小电珠都发光，只是亮度不同
B.两个小电珠都不发光
C.L2发光，L1不发光D.L1发光，L2不发光
2、．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比不变，副线圈上接有电阻不为零的负载，在原线圈上输入不变的电压Ｕ1，以下不．正确的是
A．Ｕ1∶Ｕ2＝Ｎ1∶Ｎ2B．Ｉ1∶Ｉ2＝Ｎ2∶Ｎ1
C．当Ｉ2减小时，Ｉ1增大D．当Ｉ2减小时，Ｉ1减小
3、一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻. 则
A. 流过电阻的最大电流是20 A B. 与电阻并联的电压表的示数是141 V
C. 变压器的输入功率是1×103 W
D. 在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103 J
4、用电记峰期，电灯往往会变暗，其原理如图7所示，可简化为如下物理问题：在理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡L1和L2，输电线的等效电阻R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是（ ）
A．R两端的电压增大 B．原线圈输入功率减小
C．副线圈输出电压减小 D．原线圈中电流减小
5、如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u－t图象。原、副线圈匝数比n1 ：n2＝10 ：1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1 A，则
A．变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B．变压器输出端所接电压表的示数为222V
C．变压器输出端交变电流的频率为50Hz
D．变压器的输出功率为2202W
6．右图8所示变压器的n1∶n2＝3∶1，次级接3个 相同的灯泡均能正常发光，初级线圈串有一个相同的灯泡那么
变压器练习题
题号
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案
一、单选题
1.如图所示，在图甲中是两根不平行导轨，图乙中是两根平行导轨，其他物理条件都相同，金属棒MN都在导轨上向右匀速平动，在棒的运动过程中，将观察到
A.两个小电珠都发光，只是亮度不同
B.两个小电珠都不发光
C.L2发光，L1不发光
D.L1发光，L2不发光
2、．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比不变，副线圈上接有电阻不为零的负载，在原线圈上输入不变的电压Ｕ1，以下不．正确的是
A．Ｕ1∶Ｕ2＝Ｎ1∶Ｎ2
B．Ｉ1∶Ｉ2＝Ｎ2∶Ｎ1
C．当Ｉ2减小时，Ｉ1增大
D．当Ｉ2减小时，Ｉ1减小
3、一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻. 则
A. 流过电阻的最大电流是20 A
B. 与电阻并联的电压表的示数是141 V
C. 变压器的输入功率是1×103 W
D. 在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103 J
4、用电记峰期，电灯往往会变暗，其原理如图7所示，可简化为如下物理问题：在理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡L1和L2，输电线的等效电阻R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是（ ）
A．R两端的电压增大 B．原线圈输入功率减小
C．副线圈输出电压减小 D．原线圈中电流减小
5、如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u－t图象。原、副线圈匝数比n1 ：n2＝10 ：1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1 A，则
A．变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B．变压器输出端所接电压表的示数为222V
C．变压器输出端交变电流的频率为50Hz
高二物理《变压器》教案
高二物理《变压器》教案
教学目标
一、知识目标
1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.
2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.
3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.
4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题.
5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.
6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.
7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.
二、能力目标
1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.
2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.
3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.
三、情感目标
1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美.
2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想.
3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.
教学建议
教材分析及相应的教法建议
1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的.变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的.变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.
2、在分析变压器的原理时，课本中提到了“次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源”;一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的.这两个条件，都是“理想”变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场)，磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以，变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量.
