第十二章 实验15 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮复习讲义（新教材，人教版）

实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 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 原线圈通过电流时,铁芯中产生磁场,由于交变电流的大小和方向都在不断变化,铁芯中的磁场也在不断地变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,副线圈中就存在输出电压。本实验通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈电压与匝数的关系。 三、实验器材 两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干。 四、实验步骤 1.按如图所示的电路图连接好电路,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.打开学生电源,闭合开关,读出两个电表的电压值,并记录在表格中。 3.保持匝数不变,多次改变输入电压,记录下每次两个电表显示的电压值。 4.保持电压、原线圈的匝数不变,多次改变副线圈的匝数,记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值。 五、数据记录与处理 次数 1 2 3 4 n1/匝 n2/匝 n1∶n2 U1/V U2/V U1∶U2 六、实验结论 原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比相等。 七、误差分析 1.实际变压器存在多种损耗。 2.交流电表的读数存在误差。 八、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,且不能用手接触裸露的导线和接线柱。 3.为了保护多用电表,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合适的挡位进行测量。 考点一　基础性实验 [例1] [实验原理与操作] (2022·北京海淀区模拟)在做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中,某同学利用如图所示的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　　　　。(多选)  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　　　　。(多选)  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 [例2] [数据处理与误差分析] 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,利用如图甲所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 (1)这个探究过程采用的科学探究方法是　 。 (2)某次实验中得到实验数据如下表所示,表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数,U1、U2分别为原、副线圈两端的电压,通过实验数据分析,你的结论是  　。 实验 次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V 1 1 600 400 8.9 2.1 2 800 400 8.9 4.3 3 800 400 6.6 3.2 4 800 400 4.5 2.1 5 800 100 8.9 1.0 6 200 400 8.9 17.0 (3)①原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢?发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律,分析下列可能的原因,正确的是　　　　。(多选) A.原、副线圈的电压不同步 B.变压器线圈中有电流通过时会发热 C.铁芯在交变磁场的作用下产生涡流会发热 D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 ②如图乙,为了减小涡流在铁芯中产生的热量,铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于　　　　。 A.平面abcd B.平面abfe C.平面abgh D.平面aehd ③某同学在完成上述实验后,采用如图丙所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安全,实验结束时,首先应断开　　　　。  A.导线A B.导线B C.开关C D.导线D 考点二　创新性实验 [例3] [实验器材的创新] 如图甲所示为教学用的可拆变压器,线圈A和B由同种材料且粗细相同的导线绕制而成,线圈外部还可以绕线。 (1)某同学用多用电表的欧姆挡分别测量了A、B线圈的电阻值,发现A线圈电阻约为B线圈电阻的2倍,则可推断　　　　(选填“A”或“B”)线圈的匝数多。  (2)为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,该同学把线圈A与学生电源连接,另一个线圈B与小灯泡连接,如图乙所示。其中线圈A应连到学生电源的　　　　(选填“直流”或“交流”)输