②寒假预习-第07讲 变压器（4知识点+6考点）2025年高二物理寒假衔接讲练 (人教版)

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知识点1：变压器的原理
【情境导入】
如图所示，生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压,有的把高压降为低压。
变压器是如何改变电压的呢?

1．变压器的构造
变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈构成的。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,如图所示。
（1）原线圈:与交流电源连接的线圈,又叫初级线圈,其两端的电压叫输入电压。
（2）副线圈:与负载连接的线圈,又叫次级线圈,其两端的电压叫输出电压。
2．原理：
互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，下图是变压器的工作原理图。
3．作用
变压器能改变交变电流的电压。
(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．
(2)变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用．
(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的．
知识点2：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1. 理想变压器
(1)理想变压器是一种理想化模型，是指原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失都忽略不计的变压器。
(2)特点:①不计原、副线圈的电阻,所以电流通过原、副线圈时没有电压损失,也不产生焦耳热。②原、副线圈产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内,所以穿过原、副线圈的磁通量相等。③ 闭合铁芯的涡流忽略不计。
实际变压器能量损失的三种形式
(1)“铜损”:绕制线圈的铜导线发热而损耗的能量。
(2)“铁损”:铁芯中由于电磁感应而产生涡流,使铁芯发热而损耗的能量。
(3)“磁损”:原线圈铁芯中产生的交变磁通量有一部分通过副线圈以外的空间形成电磁波而损失能量。
2．实验探究
（1）实验思路
交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．
（2）实验器材
多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干
（3）实验步骤
①按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数．
②接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中．
③保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值．
④保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值．
（4）实验结论
实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
（1）在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．
（2）为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．
（3）为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．
3．理论推导
据法拉第电磁感应定律知原、副线圈中的感应电动势分别为：，，则有：。不计原副线圈的电阻时，则，，故。
知识点3：理想变压器的基本关系
1．电压关系
(1)只有一个副线圈时，eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高，是升压变压器．
当n2