第13章 实验15 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

实验十五　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 【实验目的】 　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，理解变压器的工作原理。 备考第1步——理清实验过程，注意实验事项 一、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。 二、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。 三、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，研究副线圈的匝数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。将n2、U2的数值记录在表格一中。 (4)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。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＝1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。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，改变原线圈的匝数n1，研究原线圈的匝数n1对副线圈电压U2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)将多用电表与原线圈n1＝200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。将n1、U2的数值记录在表格二中。 (5)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。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＝1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。将n1、U2的数值记录在表格二中。 (7)拆除实验线路，整理好实验器材。 [注意事项] ①要事先推测副线圈两端电压的可能值。 ②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。 ③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，之后才能接通电源。 备考第2步——突破核心考点，提升关键能力 【典例引领】 层级1 基础实验过关 【例1】 (2023·海淀高三模拟)在做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学利用教学用的可拆变压器进行探究。 (1)下列器材中，实验需要的器材是________。 A．干电池 B．低压交流电源 C．220 V 交流电源 D．条形磁铁 E．可拆变压器和导线 F．直流电压表 G．多用电表 (2)关于实验操作，下列说法正确的是 _______ A．为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过 12 V B．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C．使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量 D．若变压器上面的铁芯B忘记安装在铁芯A上，则U1∶U2>n1∶n2 解析：(1)“探究变压器电压与线圈匝数关系”的实验，需要的器材有学生电源，提供低压交流电，同时要需要交流电压表测量电压及可拆变压器和导线，故B、E、G正确，A、C、D、F错误； (2)实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误；若铁芯B没有安装在铁芯A上，因为U1＝n1，U2＝n2，而ΔΦ1＞ΔΦ2，所以>，即>，所以U1∶U2＞n1∶n2，故D正确。故选AD。 答案：(1)BEG　(2)AD 【跟踪训练】 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