2021版江苏高考物理一轮复习（课件+教师用书+课后限时集训）：第十一章 交变电流 传感器 (11份打包)

实验十五　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．实验目的 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 2．实验原理 (1)变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的。电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈就存在输出电压。 (2)本实验通过与副线圈相连接的多用电表，观察原线圈电压变化时，副线圈的输出电压的变化；通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 (3)用控制变量法研究。 3．实验器材 可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)，多用电表，低压交流电源等。 4．实验步骤 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。 表格一　U1＝5 V，n1＝400匝 实验次数 1 2 3 n2/匝 U2/V ①选择n1＝400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。 ②将选择开关调至使原线圈两端电压为5 V。 ③将多用电表与副线圈n2＝200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。 ④将n2、U2的数值记录在表格一中。 ⑤保持n1＝400匝，U1＝5 V不变，将多用电表与副线圈n2＝800匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。 ⑥将n2、U2的数值记录在表格一中。 ⑦保持n1＝400匝，U1＝5 V不变。将多用电表与副线圈n2＝1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。 ⑧将n2、U2的数值记录在表格一中。 (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。 表格二　U1＝5 V，n2＝400匝 实验次数 1 2 3 n1/匝 U2/V ①将(1)中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈。 ②选择n2＝400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。 ③将选择开关拨至5 V挡。 ④将多用电压与副线圈n1＝200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。 ⑤将n1、U2的数值记录在表格二中。 ⑥保持n2＝400匝，U1＝5 V不变，将连接电源的两根导线与原线圈n1＝800匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。 ⑦将n1、U2的数值记录在表格二中。 ⑧保持n2＝400匝，U1＝5 V不变，将连接电源的两根导线与原线圈n1＝1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。 ⑨将n1、U2的数值记录在表格二中。 ⑩拆除实验线路，整理好实验器材。 5．注意事项 (1)要事先推测副线圈两端电压的可能值。 (2)为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12 V，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱。 (3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。 (4)连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，只有这时才能接通电源。 实验原理与操作 1．实验采用控制变量法 ①保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大； ②保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小。 2．变压器的原理是互感现象的应用 原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，不能用直流电源；因为需要测量电压，所以需要多用电表(交流电压挡)。 1．理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器。现有一个理想变压器有一个原线圈(匝数为n1)和一个副线圈(匝数为n2)。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。 (1)甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1。你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是____________________。 (2)为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究，为保证实验安全、有效地进行，应选用________电源。 (3)在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行测试，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量。 [解析]　(1)由变压器的工作原理可知：猜想合理的同学是甲同学。做出上述判断依据的物理规律是法拉第电磁感应定律。 (2)为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压(一般低于12 V)交流电源。 (3)使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用较大(或最大)量程进行测试。 [答案]　(1)甲　法拉第电磁感应定律 (2)低压(一般低于12 V)交流 (3)交流电压　较大(或最大)