第12章 实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第十二章 交变电流　传感器 实验十六　探究变压器原、副线圈电压与 匝数的关系 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 (1)安装：按照原理装置图安装实验仪器，其中多用电表选择交流电压挡。 (2)操作：测量原、副线圈的电压，并记录原、副线圈的匝数。 (3)列表：把测得的原、副线圈的电压和匝数记录到表中，分析电压与匝数之间的关系。 注意事项 误差分析 (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，先用最大量程挡试测，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。 (1)由于漏磁，通过磁损原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。 (2)原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)造成误差。 (3)铁芯中有磁损耗，产生涡流铁损造成误差。 (4)交流电表读数存在误差。 [例1]　(2022·北京通州区一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。 (1)下列实验器材必须要用的有________(选填字母代号) A．干电池组 B．学生电源 C．多用电表 D．直流电压表 E．滑动电阻器 F．条形磁体 G．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈) (2)下列说法正确的是________(选填字母代号) A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数 C．测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：_____________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V 1 1 600 400 12.1 2.90 2 800 400 10.2 4.95 3 400 200 11.9 5.92 解析　(1)实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁体，用可拆变压器来进行试验，G需要；综上所述，需要的实验器材为BCG。 (2)为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量。故C正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各 种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。 (3)通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 答案　(1)BCG　(2)BC　(3)在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) [例2]　某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。 (1)实验需要以下哪种电源________。 A．低压直流电源　　　　 B．高压直流电源 C．低压交流电源 D．高压交流电源 (2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，分别测出相应的原、副线圈电压值，由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的________(选填“有效”