第三章实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系-【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教参（人教版，多选）

实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 授课提示：对应学生用书第95页 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．变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的。电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈就存在输出电压。 2．本实验通过与副线圈相连接的多用电表，观察原线圈电压变化时，副线圈输出电压的变化；通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 3．用控制变量法研究。 三、实验器材 　两只多用电表、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器(如图甲)、导线若干。 四、实验步骤 1．按图乙所示连接好电路，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．接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。 3．保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。 4．保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次副线圈的匝数和对应的电压值。 五、实验结论 　实验分析表明，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝。 六、注意事项 1．在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。 2．为了保证人身安全，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．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压大小后再用适当的挡位进行测量。 七、实验误差分析 1．实验所用变压器存在各种损耗。 2．多用电表的读数存在误差。 授课提示：对应学生用书第96页 　实验原理与操作 　物理研究课上，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。 (1)下列说法正确的是________。 A．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” B．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 C．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 D．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 E．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________。 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)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”测量，故A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B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C正确；变压器开始正常工作后，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故D错误；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正确。 (2)变压器线圈通电后会产生磁场，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，副线圈电压升高，小灯泡消耗的功率变大，学生电源输出的功率变大，有可能使学生电源的过载指示灯亮起，故C正确。 [答案]　(1)BCE　(2)AC 　数据处理与分析 　在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中： (1)除变压器外，实验时需要的仪器为图中的______(填选项字母)。 (2)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3.80 V，发现电压比与匝数比并不相等，主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(至少写出两点)。 [解析]　(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，除变压器外，还需要低压学生交流电源及多用