第12章 实验15 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 教材原型实验　 　实验原理与操作 [典例1]　(2022·广东云浮质检)物理研究课上，同学们用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示： 甲　可拆变压器零部件　　　 乙　组装后的变压器 (1)下列说法正确的是________； 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．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D．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 E．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 F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，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 (2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是________。 丙 A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 [解析]　(1)为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得副线圈电压较小，故A错误；变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故B错误；实验时可采用控制变量法，先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；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，防止烧坏电压表，故D正确；变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，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，故E错误，F正确。 (2)变压器线圈通电会产生磁场，而变压器上端的横条相当于磁铁，下端对横条有吸引力作用，因此与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；仅增加原线圈匝数，副线圈两端电压将减小，小灯泡亮度将变暗，故B错误；若仅增加副线圈绕制的圈数，副线圈两端电压增大，小灯泡消耗的功率变大，学生电源输出的功率变大，有可能会使学生电源的过载指示灯亮起，故C正确。 [答案]　(1)CDF　(2)AC 　数据处理与误差分析 [典例2]　(2022·广东惠州质检)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中 (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是________。 A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 D．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 (2)多用电表刻度盘上交流电压的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”)的。 (3)某实验小组通过实验，记录的数据如下表： 原线圈匝数n1/匝 100 200 400 400 副线圈匝数n2/匝 400 400 200 800 原线圈两端的电压U1/V 1.96 4.90 8.00 4.86 副线圈两端的电压U2/V 7.80 9.76 3.90 9.64 通过分析实验数据可得出的实验结论是______________________________ ________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (4)一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00 V和3.90 V，据此可知电压比与匝数比并不相等，主要原因是________________(至少说出两个原因)。 [解析]　(1)变压器改变交流电压，因此为了人身安全，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错误；实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，防止发生触电，故C错误；连接好电路，需经检查后才可接通电源，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D正确。 (2)由多用电表的表盘可知，多用电表刻度盘上交流电压的刻度是不均匀的。 (3)通过分析实验数据可得出的实验结论是，在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比