实验十六 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

对点训练 3.选AA.P不动，将Q向左移动，则R减小，则次级电流变大，两 微专题十一等效电阻法分析变压器问题 灯均变亮，故A正确： [例1]【解析】在原、副线图臣数比一定的情况下，R诚小，副线 B.P不动，将Q向右移动，则R变大，次纸电流减小，根据P=U2 圈电流12增大，设原线圈电流为1，根据111=22知L1增大， 可知次级功率减小，则变压器的输入功率变小，故B错误： 在交流电源的电压有效值U,不变的情沉下，满足U。一1，R。十 C,将P沿逆时针方向移动，则次级臣数变大，变压器次级电压变 U,山，增大，所以U,减小，根-L知，减小，故A错误，B正 大，次级电流变大，次级功率变大，两灯均变死，故C错误： D.P,Q都不动，断开开关S,则次级电阻变大，次级电流减小，R 确：把变压器和R等效为一个电阻R',R,当作电源内阻，当内， 上的电压减小，则L1电压变大，则L,将变亮，故D错误.故选A 外也阻相等民时R得的功率兼大，亡一需得 考点二 [例4]【解析】A.将变压器和副线图负栽看成一个等效电阻， -是，解释R=(货)广R-(停)R批C错.D正商. 则有R等-（品）广(R+R,根据皮姆定律有U-+R手》 【答案】BD 当滑动变阻器的滑片向下移动时，滑动变阻晷接入电路阻值变 [例2]【解析】变压器和R的等效电阻为R'=R,当等效电阻 小，财等效电阻变小，原线图上电流变大，根据变压器的变流规 律可知，副线图上电流变大，即电流表示数变大，故A错误：B.由 R与r相等时，R消耗的功率最大，即R=r,解得m-1,5m, 于电祖P上分压变大，所以变压葛原线图愉入电压减小，根据变 n 1500臣，故B正确. 压需的变压规律可知，副线圈榆出电压减小·即电压表示数减 【答案】B 小，故B错误：C,由于副线圈上电流变大，根据P=严R。可知，电 [例3]【解析】作出等效电路图如图所示， 阻R。消耗的电功率变大，故C正确：D.电压表示数与电流表示 数乘积表示变压器的输出功率，变压器的输出功率等于输入功 由“等效电阻法”可知R=（”)(R十 率，所以P■U一2r,输入功率可能增大也可能域小，故D错 R),滑片P下移，R减小，R减小，则等效电 误，故选C, 【答案】C 必调中的电流1一发增大，即电流表@的 [例5]【解析】AB.根据电压臣数关系有一 示毁增大，由变压器电流与匝数关系I11一2川妇知副线圈中电 流】2聊电流表示数也增大，故B,C错误：R两端电压增大，而 得U=兴U R两瑞电压，即原线圈输入电压U1=U一R。,剥U1减小，由电 压与臣数关系知刷线图输出电压，即电压表（①示数减小，故C错 将开关S由1合向2，原线图匝数州1增大，则副线图两端电压减 9R 小，电压表的示数变小，根据欧姆定律一R干R 送：滑动变胆器惑凰维R<R·则等效电段名<R< ,将R 看为交流电源U的内阻，R看为外电阻，对理想变压器，等效电 得副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故A 阻R消耗的功牵P即为变压器副线图输出的功率，当R=R。 错误，B正确： 时，变压器副线图輸出的功率最大，在滑片下滑时，R,减小，P先 D原线因两瑞电压一定，根据电压臣载关系品-一”可知，制 增大后减小，选项D正确 【答案】D 线图两端电压一定，电压表的示数不变，当滑片P向下移，接入 [例]【解析】(1)负栽R获得最大功率时，电源的输出功烨景 U 大，将变压器和电阻R等效为一个整体，变压菩的等效电阻为 电皿增大，根指欧姆定律山一尺，干尺，·则制线圆电流减小，所以 R=R,电源的输出功率为P=异R=片，R=E,一 原线图电路中电流表的示数变小，故CD错误，故选B. 【答案】B 考点三 当1=号时，也源的童出功率最大，这时R消耗的功率也是兼 [倒司【解折1A根密-是知4=20U,=100V 大，此时的功率为Pax= 所以输电线上的电流为：一西=10A, C2)将=多代入月，R=E1-斤，可得电阻消耗的功率 故八错误： P B.揄电线上横耗的电压为△U=12Ra=10×40V=400V,故B 大时，原，前线圈的蓝教比为是-√辰， 错误； 【答案】1号 C.输电线上损耗的功率为△P=I22R=10×40W=4000W (2)√R =4kW,故C正确： 实验十六 探究变压器原、副线圈电压与 D.因为U:=U2一△U=9600V,降压变压器的原、制线圆的臣数 匝数的关系 比为”是-0-曾长D特误长选心 核心考点研磨 [例1门【解析】(1)在“探究变压器线圈两端的电压与臣数的关 【答案】C 系”实验中，电源应使用交流电源，同时还需要交流电压表来测 对点训练 量电压，故选D. 4.选BA.升压变压器原线图的电流为1=800A=20A, 一整理有2一或U2-山购 400 《2)对于理想变压器有记而 U 输电线电流为14=0×20A=2A, .1或U= ··结合题图可知，乙同学的图像是错误的. 171 榆电钱上损耗的功率为Pn=R=80W,A错误： (3)由题意可知，原线圈的臣数为m4=(14一2)×100=1200， B.用户端的电流为8kW一80W=1:U1,解得I1=36A,B正确 制线图为2=(4一0)×100=400， C降压变压器的臣餐比为册-行=竖，C籍误： 所以由于理越变压器原剩线圈匝数北为”=1200=3 4001 D.若用户端的用电器变多，降压变压需副线图的电流增大，降压 我就我用的电压为U,有密费解释山=2Y 变压需原线图电流增大，输电线电流增大，则输电线上损失的功 由于变压器不是理想变压器，会有“漏磁”的情况出现，所以副线 率增大，D错误.故选B. 圈的电压表读数应该小于12V,即有可能是11.8V.故选C. 589 ()从实脸数据分析，原副线圈上的电压之比并不等于他们的臣 数之比，其变压器并不是理想变压答，能量损失主要来源三个方 第3讲 电磁振荡与电磁波 面，分别是变压器线图中有电流通过时会发热（钢额），铁芯在交 知识储备夯基 变磁场的作用下产生祸流发热（铁损）和穿过制线圈的磁通量小 于原线图的磁通量（磁横）.故选BCD. 1.周期性振荡电流L.C充电电流磁感应强度B电场 【答案】(1)D(2)乙(3)31C(4)BCD 磁场磁场电场周期性2π√C 例2]【解析】(1)在“探究变压器线图两端的电压与匝数的关 2.电场磁场介质3×10小1/ 系”实验中，使用的是交流电，所以不需要直流电，磁场是利用了 3.开放高振荡颗率振幅调制 电流的磁效应，所以也不需耍条形磁铁.故选BC 4.可见光 本实验中还需用到的器材是低压交流电源. 思考判断(1)×(2)/(3)×(4)√(5)√(6)×(7)/ (2)A.为使于探究，应孩采用控制变量法，所以A正确：B.变压 器的原线圈提低压交流电，测量副线图电压时应当用多用电表 核心考点研磨 的“交流电压挡”，所以B错溪：C.使用多用电表则电压时，先用 考点一 装大量程挡试测，再逃用适当的挡位进行测量，所以C正确： 对点训练 D.虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导 1.选AAB.根据图中磁场方向结合右手螺旋定则可知，此时电流 线、接线柱等检查电路，这样子可藏小实脸误差，及安全问题，所 方向沿颜时针方向·由下极板流向上极板，且下极板带正电，所 以D错误：故选AC 以此时电客器正在放电，电客器两板间的电压正在减小，电容器 (3)利用理想变压器，原副线园的电压与匝数成正比规律可知 中的电场能减小，线圈中磁场能增大，则电路中电流正在增大， 当副线圈所接电表的示数为5.0V,原线图的电压应为10V,所 以B正确：A(CD错误：故选B. 但电流增大越来越漫，所以此时穿过线图的磁通量的变化率正 (4)组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，则变压器福硅比 在减小，故A正确，B错误： 较厉害，则副线图的交流电压表的实际读数小于理想变压器的 CD.根据T一2π√/C可知，若LC板荡电路中的电感减小，则其 制线国的谈数山：=兴U=言×12=1.5V 振荡周期减小，若自感系数L和电容C都增大到原来的2倍，则 其振荡周期变为原来的2倍，故CD错误.故选A 所以D正确：ABC错误：故选D. 2.选AAB.状态方中电容器不带电，电流方向为顺时针，回路处 (5)李辉同学正确粗装变压器后，变压器还是存在漏磁现象，还 于充电过程，随后电客器上极板失去电子带正电，与状态中上 有铜损，铁损等损耗，则副线圈的交流电压表的实际读数还是小 极板所带电性相问，可知，从状态D变化到状态的最短时间为 于理怒变压器的副线圈的读数U,=U山=言×12=2.0V,所 1 7 于，故A正确，B错误：C,结合上述可知，从我态b变化到状态 以D正确：ABC错误：故选D. (6)由于变压器总是存在漏磁现象，还有铜损、铁损等损耗，则副 的最短时间为干，则从找态口到找态6的最短时间为平即先后 线图的交流电压兼的实际读数还是小于理想麦压器的副线图的 读数，由于U总是小于U的一半，所以可到断进接交流电源的 经历放电、充电与救电三个过程，可知，电路中的电流强度先后 原线图是 经历增大，减小与增大三个过程，故C错误：D.结合上述可知，从 【答案】(1)BC低压交流电源(2)AC(3)B(4)D(5)D (6) 状态阳到状态6的最短时间为3平即先后经历放电、充电与效电 对点训练 三个过程，电流与时间兰现正弦式变化，由于线圆中的自感电动 1.解析：1)根据电阻定律R-P5,电阻奉和械藏面积相同时：导 势E=品可知，线图上的自感电动势大小与电流的变化率大 线越长，电阻越大，A线图电祖比B的大，故A线图匝数较多： 小成正比，可知，从状态到状态，线图L的自感电动势先后经 (2)为保证学生安全，应用12V以内低压交流电源，故选D. 历减小，增大与减小三个过程，故D错误.故选A. (3)变压落输入输出都是交流电，所以要用交流电压档测输入和 输出电压 3,婆D由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的2： UA三A,解得 根据变压器原、副线圈的电压比等于匝数此 由T=2xVC及L不变知，当C=C时特合要求，共中C A-U 为原电容，D正确，ABC错误，故选D, 答案：(1)A(2D(3)交流电压 nUA 考点二 对点训练 2.解析：I,(1)该实验中原线圈接交流电压，多用电表用交流电压 4,选BA.高频载波是电磁波，属于械波，故A错误： 挡.故选D: B.使高频栽波随低领神经信号改变的过程属于调制，故B正确： (2)实验时，保持学生电源的输出电压一定，首先只改变副线圈 C.体外接收电路的圆有频率与高领载波的频率相等，故C错误： 的匝数，测量副线图上的电压：再只改变原线图的臣数，测量副 D.体外接收电路中的俗号经过检波还原出低频神经信号，故D 线圈上的电压，上述探究中采用的实瞪方法是控制变量法： 错误.故选B. (3)若为理想变压器，则刷线圈电压应该是 ,-U,-8×2V=8V 5.选AA.由公式c=A,可知孩电磁波的波长为 A=￡=3.0X108 测得制线图的电压为9.0V,则 .0X10m=3.0X10m,该电磁减属于紫外线，故A A.若变压器的铁芯没有闭合，则次飙电压应该小于8V,选项A 正确：B.由电磁波谱可知该电磁波的波长比X射线的波长长，故 错误：B.若原线圆实际臣数与标注“100”不特，应大于100臣，则 B错误：CD.由公式e一y可知孩电磁波能量子的能量为 次领电压应该小于8V,选项B错误：C.若副线图实际匝数与标 e=6.6×10-4×1.0×1018J=6.6×10-18J, 注“400”不符，应小于400匝，则次级电压应演小于8V,选项C 故CD错误，故选A, 错误：D.学生电源实际输出电压大于标注的“2V”,则次级电压 6,选A:光脉冲由飞秒量级到阿粉量级，由图可知周期变短，频率 大于8V,选项D正确.故选D 变大，根据光子能量达式e=: Ⅱ.(1)在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是“： 可知光子能量变大：根据a=T可知波长变短.故选A (2)将条形磁铁V极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右 偏转，电流是从红表笔流入的，螺线管中电流从下往上，根据楞 7,选AA.电磁波语里面波长最短的电猫辐射是Y射线，它具有 次定律可知，线图中导线的缠绕方向如图乙中的B所示： 很高的能量，故A正确：B.红外线的波长比可见光长，所有物 (3)若条形磁铁插入越快，感应电流越大，则多用电表的指针偏 都会发射红外线，故B错误：C,电磁波遇到障碍物要发生反射， 角越大， 雷达就是利用电磁波的这个特性工作的，故C错误：D.夏天地面 答案：I.(1)D(2)控制变量法(3)D 被太阳光晒得发热是因为红外线的热效应在各种电磁波中是最 1.(1)a(2)B(3)越大 强的.故D错误.故迭A. 590金榜题名创新高考总复习物理 实验十六探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 考向 1.通过实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，体会控制变量法：2.会处理实验数据，了 定位 解实验误差的来源。 知识储备 夯基 原理与器材 实验操作 注意事项 1.保持原线圈的匝数1和电压U1不 1.实验原理 变，改变副线圈的匝数2，研究2 (1)实验电路图（如图所示）： 1.在改变学生电源电压、线 对副线圈电压U2的影响. 圈匝数前均要先断开电源 (1)估计被测电压的大致范围，选择 开关，再进行操作。 多用电表交流电压挡适当量程，若 2.为了人身安全，学生电源 (2)实验方法采用控制变量法 不知道被测电压的大致范围，则应 的电压不能超过12V,通 ①1、U1一定，研究2和U2的 选择交流电压挡的最大量程进行 电时不能用手接触裸露的 测量. 关系 导线和接线柱。 (2)组装可拆变压器：把两个线圈穿 ②2、U1一定，研究1和U2的 3.为了多用电表的安全，使 在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡 关系. 用交流电压挡测电压时， 测量输人、输出电压 2.实验器材 先用最大量程挡试测，大 2.保持副线圈的匝数2和原线圈两 学生电源（低压交流电源，小于 致确定被测电压后再选用 端的电压U1不变，研究原线圈的匝 12V)1个，可拆变压器1个、 适当的挡位进行测量. 多用电表1个、导线若干 数对副线圈电压的影响，重复(1)中 步骤， 实验数据：由实验数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数1、2之比的 关系 实验结论：原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比. 核心考点 研磨 [例1门(2025·深圳模拟)在“探究变压器线圈 (1)组装好可拆式变压器后，使用学生电源给 两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆 原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端的电 式变压器如图所示，图中各接线柱对应的数字 压，下列操作正确的是 ( 表示倍率为“×100”的匝数. A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 变压器铁芯P B.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 (2)在正确组装变压器后，甲、乙、丙三位同学 线圈 分别利用控制变量法探究副线圈的电压U2与 变压器铁芯Q 原线圈电压U1,原线圈的匝数21，副线圈的匝 276 第十二章 交变电流 电磁波传感器 数n2的关系，将实验数据绘制成甲、乙、丙三 D.多用电表 幅图像，哪个同学的实验结果有误 E.开关、导线若干 (填“甲”“乙”或“丙”)： 上述器材在本实验中不需要的有 (填 U 器材料序号)，本实验中还需用到的器材有 (2)对于实验过程，下列说法正确的有 A.为便于探究，应该采用控制变量法 B.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” 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 丙 D.因为实验所用电压较低，通电时可用手接 (3)小明同学正确组装变压器后，把36V的学 生交流电源接到原线圈“2”，“14”接线柱，副线 触裸露的导线，接线柱等检查电路 圈接线“0”，“4”接线柱，原、副线圈的匝数比为 (3)实验中，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线 ,在确认电路连接无误的情况下，接 柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电 在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能 表的示数为5.0V,若变压器是理想变压器， 是 (填标号). 则原线圈的电压应为 A.16.0V B.12.0V A.18.0V B.10.0V C.11.8V D.0 V C.5.0V D.2.5V (4)从实验数据分析原、副线圈上的电压之比 (4)组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合， 并不等于它们的匝数之比，分析下列可能的原 如图所示，原线圈接12.0V的学生电源，原副 因，你认为正确的是 (填标号). 线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压 实验次数1/匝 2/匝 U/V U2/V 表，则交流电压表的实际读数可能是 1 200 100 8.2 4.0 2 200 100 6.1 2.9 3 200 100 4.0 1.9 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 A.0V B.96.0V C.铁芯在交变磁场的作用下会发热 C.1.5V D.0.65V D.穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量 (5)李辉同学正确组装变压器后，把12.0V的 [例2]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数 学生交流电源接到原线圈“2”、“8”接线柱（相 的关系”实验中，李辉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 当于600匝)，副线圈接线“0”、“1”接线柱，如 数字表示倍率为“×100匝”的匝数. 图所示.在确认电路连接无误的情况下，接在 副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是 (1)本实验中，实验室有下列器材： A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B.条形磁铁 A.0V B.5.8V C.直流电源 C.2.0V D.1.5V 277 金榜题名创新高考总复习 物理 (6)用匝数n。=400匝和=800匝的变压 (2)实验时，保持学生电源的输出电压一定，首 器，实验测量数据如表： 先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电 U./V 1.80 2.80 3.80 4.90 压：再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的 电压.并将相应数据记入表格中，上述探究中 U6/V4.00 6.01 8.02 9.98 采用的实验方法是 (填“控制变量法” 根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈 或“理想化实验法”). 是 (填“na”或“%”). (3)一位同学实验时，选择的原线圈为100匝， [对点训练] 副线圈为400匝，原线圈所接学生电源为“2V” 1.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它 挡位，测得副线圈的电压为9.0V,则下列叙述中 有两个外观基本相同的线圈A、B(内部导线电 最有可能符合实际情况的一项是 阻率、横截面积相同)，线圈外部还可以绕线. A.变压器的铁芯没有闭合 B.原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于 100匝 C.副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于 400匝 甲 D.学生电源实际输出电压大于标注的“2V” (1)某同学用一多用电表的同一倍率欧姆挡先 Ⅱ.某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠 后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应 绕方向。 图乙中的A、B位置，由此可推断 (填 器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁， “A”或“B”)线圈的匝数较多 一只多用电表，导线若干 (2)该实验中输入端所接电源最适合的是 操作步骤如下： A.220V交流电源 B.220V直流电源 ①为避免指针反向偏转损坏电表，先调整指针 C.12V以内低压直流电源 定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧： D.12V以内低压交流电源 ②把多用电表和线圈按图甲连接，将选择开关 (3)如果把它看作理想变压器，现要测量A线 旋转到10mA档； 圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘 ③将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多 导线、一只多用电表和低压交流电源.请完成 用电表的指针向右偏转； 实验步骤的填空： ④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕 a.用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯 方向 上绕制n匝线圈： b.将A线圈与低压交流电源相连接： c.用多用电表的 挡分别测量A线圈 的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U: 红我笔 d.则A线圈的匝数为 (用题目中的 物理符号表示). 黑表笔 2.(2024·天津期末)I.在探究变压器原、副线 图甲 圈电压与匝数的关系实验中： 请回答下列问题： (1)用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量 (1)在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝 副线圈两端电压，下列操作正确的是 是 (填“a”“b”或“c”): A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电 (2)可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的 压挡 (填“A”或“B”)所示； B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 (3)若条形磁铁插入越快，多用电表的指针偏 C.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 角 (填“越大”或“越小”) D.原线圈接交流电压，多用电表用交流电 压挡 请完成提分集训（七十一） 278