第3章 3.变压器 第1课时 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

第1课时　实验：探究变压器原、 副线圈电压与匝数的关系 　　　　 第三章　3.变压器 学科 知识 1．变压器的基本构造和工作原理 2．理解变压器及其条件 3．理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系 学科 能力 1．理解变压器的工作原理 2．知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型，进一步体会建立理想模型这种思维方法 3．经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程，提高科学探究的 能力 4．能推导理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系，培养科学探究能力 学习目标 2 学科 素养 1．物理观念：形成理想变压器的概念 2．科学思维：理想变压器这一理想化模型方法的应用 3．科学探究：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 4．科学态度与责任：实验中养成安全使用电表的习惯，养成尊重实验数据的科学态度 学习目标 实验探究 应用拓展 细研过程 梳理要点 课时精练 内 容 索 引 2 3 4 5 6 1 细研过程 梳理要点 索引 一、实验目的 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 二、实验原理 1．实验电路图，如图所示。 2．实验方法采用控制变量法。 三、实验器材 低压交流电源(小于12 V)1个、可拆变压器1个(如图甲、乙所示)、多用电表(交流电压挡)2个、导线若干。 四、实验步骤 1．如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。 2．保持原线圈匝数不变，用多用电表电压挡测量原线圈电压，并记录在表格中。 3．改变副线圈匝数，用多用电表分别测量副线圈的电压，把匝数、电压的对应数据记录在表格中。 4．保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，重复步骤2、3。 9 五、数据处理 1．将不同的原、副线圈接入电路测出线圈两端的电压填入下表 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1 副线圈电压U2 100 300 2 V 6 V 1∶3 1∶3 100 400 2 V 8 V 1∶4 1∶4 200 400 4 V 8 V 1∶2 1∶2 400 400 6 V 6 V 1∶1 1∶1 400 100 8 V 2 V 4∶1 4∶1 400 100 4 V 1 V 4∶1 4∶1 2.由表格数据得出结论 (1)当原线圈匝数不变、输入电压不变时，随着副线圈匝数增加，输出电压增大。进一步研究可知，副线圈电压与副线圈匝数成正比。 (2)当副线圈匝数不变、输入电压不变时，随着原线圈匝数增加，副线圈输出电压变小。进一步研究可知，副线圈电压与原线圈匝数成反比。 六、误差分析 1．由于漏磁，通过原、副线圈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，产生涡流造成误差。 4．电表的读数存在误差。 七、注意事项 1．在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。 2．为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱。 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，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 索引 实验探究 应用拓展 索引 例1　某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究变压器的电压与匝数的关系。可拆变压器如图甲、乙所示。 一 教材原型实验 √ (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变电流，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，先用最大量程挡试测，大 致确定被测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 √ √ 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；变压器只能改变交变电流的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；研究变压器线圈两端电压和匝数的关系时，用到了控制变量法，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，故C正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；变压器的 工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗时，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，而不是 铁芯直接导电，传输电能，故E错