实验十二 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 -【全攻略】备战2024年高考物理一轮重难点复习

实验十二：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 一．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 ①n1、U1一定，研究n2和U2的关系． ②n2、U1一定，研究n1和U2的关系． 二．实验器材 学生电源(低压交流电源，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干． 三．实验过程 (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n2对副线圈电压U2的影响． ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量． ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压． (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响．重复(1)中步骤． 四．数据处理 由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系． 五．注意事项 (1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，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，通电时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． 知识一：教材原型实验 【例1】在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。      （1）对于实验过程，下列说法正确的有 ； A．本探究实验采用了控制变量法 B．测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量 D．因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 （2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为 ； A．18.0V        B．12.0V        C．5.0V            D．3.0V （3）该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为8∶1，原线圈接12.0V交流电压，则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是 ； A．0V            B．9.60V        C．1.50V        D．0.65V （4）正确组装变压器后，用匝数Na=400匝和Nb=800匝的变压器实际测量数据如下表： Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填Na或Nb）。 【例2】在探究“变压器的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）为了确保实验的安全，下列说法正确的是 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16V B．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 C．确保多用电表的安全，使用交流电压档测电压时，先用最大量程档试测 （2）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢。 ①铁芯Q安放在铁芯P上时，硅钢片应平行于 A．平面abcd    B．平面abfe     C．平面abgh    D．平面aehd ②这样设计的原因是 。 （3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （选填“多”或“少”）。 （4）用匝数na=400匝和nb=800匝的变压器，实验测量数据如表： Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断出变压器的原线圈为 （选填“a”或“b”）。 【例3】某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。 （1）实验中可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究 （选填“原线圈”或“副线圈”）匝数对副线圈电压的影响。 （2）测量副线圈电压时应当用多用电表的“ 电压挡”（选填“直流”或“交流”），先用 量程挡试测（选填“最大”或“最小”），大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 （3）若变压器原、副线圈匝数分别选择n1=800匝，n2=400匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想