第3章 实验：探究变压器的电压与匝数的关系-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（教科版）

实验：探究变压器的电压与匝数的关系 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 实验必备 自主探究 实验研析 创新学习 课堂检测 巩固演练 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 一、实验目的 探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系。 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 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 三、实验器材 学生电源(低压交流，小于16 V)1个、可拆变压器1个(如图所示)、多用电表(交流电压挡)2个、开关、导线若干。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 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。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 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。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 五、数据处理 1．将不同的原、副线圈接入电路时测出的线圈两端的电压值填入下表 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 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，副线圈端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，副线圈端电压与原线圈匝数成反比。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 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。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 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16 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。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 八、误差分析 1．线圈绕组的电阻有铜损现象。 2．变压器铁芯内有漏磁。 3．铁芯中有发热现象。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 　在“探究变压器原、副线圈两端电压与匝数关系”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16 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 实验原理与操作 D 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 [解析]　(1)变压器改变的是交流电压，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16 V，A错误；实验通电前，必须检查电路是否正确；通电时，不要用手接触裸露的导线、接线柱，确保人身安全，B、C错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 (2)某实验小组通过实验，记录的数据如表所示。 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 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 通过分析实验数据可得出的实验结论是 ___________________________________________________________。 [解析]　(2)通过分析实验数据可得出的实验结论：在误差允许范围内，变压器原、副线圈两端的电压比等于匝数比。 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈两端的电压比等于匝数比 返回导航 下页 上页 /教科物理/ 选择性必修 第二册 (3)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