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)（学案）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（培优进阶版）

第4讲　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系(基础实验) 一、实验知能/系统归纳 一、理清原理与操作 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。 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 (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”)。  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。  (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 (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　　　　　　。  3.(2024·河北石家庄二模)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 (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 (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)  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。  (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　　　　　　　　　　　　　　。  (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 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$