师：同学们好，这节课我们复习理想变压器和电能的输送。首先梳理知识，构建网络。本节课主要复习理想变压器的原理及其基本规律，接着讲解理想变压器在电能输送过程中的应用，其中用到了升压变压器和降压变压器。请同学们看，从左图 1 到右图，这是变压器的实物图、教学用的可拆变压器，以及变压器的示意图和电路符号。

　　那什么是变压器呢？它的构造是怎样的？变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。与交流电源连接的线圈，我们称之为原线圈；与负载连接的线圈，叫做副线圈。变压器的原理就是前面讲的互感现象，所以它适用于变化的电流，也就是交流电。在恒定电流中，变压器会失效，其实质是运用了电磁感应原理。

　　我们来看变压器中能量的关系。在原线圈中，周期性变化的电流在闭合铁芯中产生周期性变化的磁场，进而在副线圈中产生周期性变化的电流，实现了能量传递。在中学里，我们常用理想变压器，即没有能量损失的变压器，这是一个理想化模型。根据能量守恒定律，理想变压器的输入功率等于输出功率，即 P1 = P2 。

　　变压器的变电关系又是怎样的呢？书上新增了一个考点——探究变压器原副线圈电压与匝数的关系的实验。这个实验采用控制变量法，实验器材有学生电源、可拆变压器、交流电压表、灯泡、开关和导线。实验主要步骤如下：一是保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，用多用电表的交流电压档测原副线圈两端的电压，并记录在表格中；二是保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，同样用多用电表交流电压档测出原、副线圈两端的电压，记录到表格里。然后进行数据分析，得出实验结论：在实验误差范围内，原副线圈的电压之比等于它们的匝数之比。有兴趣的同学可以回忆一下理论推导过程。

　　在本实验中，要注意为了人身安全，应选用低压交流电源，所用电压一般不超过 12 伏。为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程试测，大致确定被测电压后，再选用适当档位进行精确测量。这个实验存在实验误差，误差主要来源于变压器工作时的能量损失。能量损失一方面来自线圈发热，通常叫铜损；另一方面来自铁芯发热，即涡流发热，还有铁芯中的漏磁，称之为铁损。

　　好，请看例题。某同学选用匝数可调的可拆变压器探究变压器线圈两端的电压和匝数关系的实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压。原线圈应接什么电压？电表用什么档？很明显，变压器适用于交流电，所以原线圈接交流电压，副线圈上的电压表也用交流电压档。

　　第二，该学生继续实验，在电压不变的情况下，先保持原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，观察到副线圈两端电压增大。然后保持副线圈匝数不变，增加原线圈匝数。根据变电比 U1 : U2 = N1 : N2 ，同学们想一想，副线圈两端电压将怎样变化？显然，电压会减小。接下来我们看理想变压器的基本规律。第一个关系是功率关系，刚才已得出理想变压器输入功率等于输出功率，且是由输出来决定输入。第二个关系是电压关系，通过实验得到原副线圈的电压比等于其匝数比，实际上是输入电压根据匝数比决定输出电压。根据功率 P = UI ，很容易得到电流关系 I1 : I2 = N2 : N1 。变压器原副线圈的频率不发生变化。如果 N1 > N2 ，那么 U1 > U2 ，称为降压变压器，根据功率相等得到 I1 < I2 ，所以一般副线圈的导线要承载更大电流，选择的导线要粗一些。反之，如果 N1 < N2 ，那么 U1 < U2 ，称为升压变压器，根据功率相等得到 I1 > I2 ，所以原线圈的导线要粗一些。

　　好，请看例 2。某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d 是四个固定触点，可动的扇形金属触片 p 可以同时接触两个触点，触片 p 处于不同位置，电吹风就处于停机、吹热风、吹冷风三种状态。N1、N2 分别是理想变压器原副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如右图，有热风时的输入功率、冷风时的输入功率、小风扇的额定电压以及正常工作时小风扇的输出功率 52 瓦，即机械功率。

　　第一问，吹冷风时触片 p 应在什么位置？请同学们观察电路图，图示位置电路不接通，处于停机状态。当金属片拨至 c 和 b 档位时，b、c 之间接通了变压器，小风扇在变压器作用下开始工作，所以此为冷风档。

　　第二问，由表格数据计算小风扇的内阻是多少？我们要从表格中寻找有用数据。小风扇的内阻可通过小风扇的发热功率 Pr = I2r 来确定。首先找电路中的电流，根据冷风的输入功率和额定电压，可得 I = P / U = 1 安培。再根据发热功率等于输入功率减掉输出功率，即 60 - 52 = 8 瓦，它等于 I2r ，所以得到小 r = 8Ω 。

　　再看变压器原副线圈的匝数是多少。在 b、c 档时，N1 原线圈接的电压是 220 伏，而小风扇需要 60 伏电压，根据理想变压器的变电比，可得 N1 : N2 = U1 : U2 = 11 : 3 。在实际生产中，有两类互感器，左图是电压互感器。因为它上边两个接线柱并联在两根导线之间，显然是想测电压，但电压过高，所以用降压变压器降低电压，再用电压表测量。右边是电流互感器，注意观察电路，线圈 N1 串接在一根导线中，显然是想测电流，但电流太大，就要升压从而减小电流，所以用升压变压器，下边线圈串联连接的是交流电流表。请看例 3。普通交流电流表和电压表不能直接在高压输电线上测量电流和电压，通常要通过互感器连接。现在图中高压电路输入端已接入两个互感器，原副线圈匝数比为 1 : 200 和 200 : 1 。图中甲、乙表示电压表或电流表，已知电路中电压表读数是 11 伏，电流表读数是 1 安培。首先在 a 和 b 选项中判断甲和乙哪个是电压表，哪个是电流表。从电路结构判断，左边原线圈串接在第一根导线中，显然要测这根导线中的电流，所以甲图为电流表；右图两个接线柱并连接在两根导线上，应该测电压，所以乙图是电压表。也可以这样想，因为要测大电流，左图是升压变压器，升了电压就减小了电流，所以甲图是电流表，同理可得乙图是电压表。