第13章 第4讲 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系(基础实验)（课件）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（福建专版）

探究变压器原、副线圈电压 与匝数的关系(基础实验) 第 4 讲 1 一、实验知能/系统归纳 2 二、应用发展/练中融通 CONTENTS 目录 一、实验知能/系统归纳 实验原理图 实验方法：控制变量法 (1)U1、n1一定，研究n2 和U2的关系； (2)U1、n2一定，研究n1和U2的关系。 操作要领 (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。 (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，改变原线圈的匝数n1，研究n1对副线圈电压U2的影响。 一、理清原理与操作 二、掌握数据处理方法 将两种情况下所测数据分别列表，通过分析可知，理想变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比等于两个线圈的匝数n1、n2之比。 三、注意实验细节 1.要事先推测副线圈两端电压的可能值。 2.为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线、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，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。 4.连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，只有这时才能接通电源。 四、做好误差分析 1.由于漏磁，通过原、副线圈的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。 二、应用发展/练中融通 1.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。 (1)关于实验操作，下列说法正确的是_________。  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 A 解析：实验操作中，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，故A正确；实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等，故B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，故C错误。 (2)在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。  解析：在实验中，保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，根据变压器变压公式，副线圈两端的电压将增大。 增大 2.有一个教学用的可拆变压器，如图1所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B(内部导线电阻率、横截面积相同)，线圈外部还可以绕线。 (1)某同学用一多用电表的同一电阻挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图2中的a、b位置，由此可推断_______ (选填“A”或“B”)线圈的匝数较多。  解析：根据电阻定律，导线电阻率和横截面积相同时，导线越长，电阻越大，A线圈电阻比B线圈的电阻大，故A线圈匝数较多。 A (2)该实验中输入端所接电源最适合的是_______。 A.220 V交流电源 B.12 V以内低压直流电源 C.36 V安全电源 D.12 V以内低压交流电源 解析：为保证人身安全，应用12 V以内低压交流电源，故选D。 D (3)如果把图1的可拆变压器看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。请完成实验步骤的填空： ①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈。 ②将________ (选填“A”或“B”)线圈与低压交流电源相连接。  ③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。  ④则A线圈的匝数为________ 。  A 交流电压 n 解析： ②要测量A线圈的匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。 ③变压器输入、输出都是交流电，所以要用交流电压挡测输入和输出电压。 ④根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系，有=，解得nA=。 3.(2025·福建永安检测)某同学利用如图甲所示器材做探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验。 (1)该同学按图乙连接电路，变压器的左侧线圈0、8接线柱与学生电源的“稳压6 V”接线柱相连。闭合开关，用多用电表测得右侧线圈0、4接线柱之间的电压为________。  A.0 B.3.0 V C.6.0 V D.12.0 V A 解析：变压器是根据互感现象进行工作的，由题图可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端的电压为0。故选A。 (2)正确连接电路后，变压器选用左侧0、2接线柱和右侧0、4接线柱进行实验，用多用电表测得左侧0、2之间的电压为U1，右侧0、4之间的电压为U2，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱______________上(选填“左侧0、2”或“右侧0、4”)。  实验次数 1 2 3 4 5 U1/V 1.00 1.90 3.00 4.00 4.80 U2/V 2.10 4.00 6.10 8.20 10.00 右侧0、4 解析：由于有漏磁，副线圈测量电压小于理论值，所以U1为副线圈两端电压，可判断连接交流电源的原线圈是右侧0、4。 (3)实验室中还有一个变压器，如图丙所示。 现要测量A、B线圈的匝数，实验步骤如下： ①取一段漆包线，一端与A线圈上端接线 柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈，漆包线另一端与交流电源一端相连，A线圈下方接线柱与交流电源另一端相连接。 ②用多用电表的交流电压挡先后测出交流电源两端的电压U0和B线圈的输出电压U； ③用多用电表的交流电压挡测出A线圈两端的电压U1。 如果把该变压器看作理想变压器，则A、B线圈的匝数nA=_______， nB=_________。(用题中给出的字母表示)  解析：根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，有==，解得nA=，nB=。 　 4.某物理小组欲探究变压器原副线圈两端电压与匝数的关系，实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。 图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表所示。 实验序号 原线圈匝数n1=400 原线圈两端电压 U1 / V 副线圈匝数 n2=200 副线圈两端电压 U2 / V 副线圈匝数 n3=1 400 副线圈两端电压 U3 / V 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.0 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： (1)在图乙中，应将A、B分别与______ (填“a、b”或“c、d ”)连接。  c、d 解析：在探究变压器原副线圈两端电压与匝数的关系的实验中，原线圈两端应接入交流电，故应将A、B分别与c、d连接。 (2)根据表中数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于____________________。  解析：根据题表中数据可知，在实验误差允许范围内有==，故得出的结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。 两个线圈的匝数之比 (3)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可移动铁芯取走，副线圈匝数n2=200，则副线圈两端电压_________ (填正确答案标号)。  A.一定小于4.0 V B.一定等于4.0 V C.一定大于4.0 V A 解析： 若把题图丙中的可移动铁芯取走，磁损耗变大，原线圈中磁通量变化率比副线圈磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应定律知，副线圈两端电压一定小于4.0 V。故选A。 $$