实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验专题，依据高考评价体系梳理了器材选择、控制变量法应用、误差分析、数据处理等核心考查点，通过典例归纳了实验操作、图像分析、有效值测量等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题典例解析+核心素养培养”的复习策略，如通过控制变量法实验设计培养科学思维，涡流问题中硅钢片方向分析强化科学探究，数据处理实例帮助学生掌握误差分析技巧。特设易错点警示和答题模板，助力学生高效突破实验题，为教师提供精准复习教学指导。

实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 要点梳理 装置原理 操作要领 数据处理 误差分析 注意事项     控制变量法 (1)n1一定,研究n2和U2的关系 (2)n2一定,研究n1和U2的关系 (1)保持原线圈的匝数n1和原线圈电压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 通过分析获得的数据可知,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 (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 (1)为了人身安全,只能使用低压(不超过12 V)交流电源,通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱; (2)防止多用电表的损坏,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 方法指导 一、教材原型实验 典例　做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。 (1)以下给出的器材中,本实验需要用到的有　　　(填选项字母)。  BDE (2)下列说法正确的是　　　(填选项前的字母)。  A.变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同 B.实验中通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,需要运用的科学方法是控制变量法 C.为了人身安全,实验中只能使用低压直流电源,电压不要超过12 V D.绕制降压变压器的原、副线圈时,副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 BD (3)实验中,可拆变压器如图所示,为了减小涡流在铁芯中产生的热量,铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成,硅钢片应平行于平面　　　(填选项前的字母)。  A.abcd B.abfe C.abgh D.aehd D (4)由于交变电流的电压是变化的,所以实验中测量的是电压的 　　　　(选填“平均”“有效”或“最大”)值;某次实验操作,副线圈所接多用电表的读数如图甲所示,其对应的选择开关如图乙所示,则此时电表读数为　　　　。  甲 乙 有效 4.8 V (5)若用匝数N1=400和N2=800的变压器做实验,对应的电压测量数据如下表所示,则根据测量数据,N1一定是　　　(选填“原”或“副”)线圈匝数。  实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 副 解析 (1)实验中需要交流电源、变压器和交流电压表(多用电表),不需要干电池和直流电压表,故A、C错误,B、D、E正确。 (2)变压器工作时只是改变电压,不改变频率,副线圈电流的频率应与原线圈相同,故A错误;实验过程中,在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变,改变一个来探究原、副线圈电压比与匝数比的关系,用的是控制变量法,故B正确;变压器改变的是交流电压,因此为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用交流电压不能超过12 V,而用直流电压时变压器不能工作,故C错误;观察两个线圈的导线,发现粗细不同,由变压器工作原理知,匝数少的线圈电流大,则导线应该粗一些,绕制降压变压器的原、副线圈时,由于副线圈的匝数少,所以副线圈导线应比原线圈导线粗一些好,故D正确。 (3)根据楞次定律和右手螺旋定则可知,在上方铁芯中,两端处产生的涡流方向与面abfe平行,中部产生的涡旋电流的方向与面abcd平行,为了减小涡流在铁芯中产生的热量,相互绝缘的硅钢片应垂直于面abcd和面abfe,即平行于面aehd,故A、B、C错误,D正确。 (4)由于交变电流的电压是变化的,所以实验中测量的是电压的有效值;所选择挡位为交流电压10 V挡,依题意,此时电表读数为4.8 V。 (5)由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素影响,所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值,由理想变压器规律得,由表格数据值U1总是略小于U2,故U1应该是副线圈的电压值,N1一定是副线圈匝数。 二、创新拓展实验 典例　有一个教学用的可拆变压器,其铁芯粗细一致,如图甲所示。它有两个外观基本相同的A、B线圈(内部导线电阻率、横截面积相同),线圈外部还可以再绕线圈。 (1)某同学用多用电表的“×1”电阻挡先后测量了 A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b 位置,则A线圈的电阻为　　　 Ω,由此可推断 　　　(选填“A”或“B”)线圈的匝数较多。  甲 乙 24　 A (2)如果把该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:一根足够长绝缘导线,一只多用电表和低压交流电源。请完成以下实验步骤: ①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈; ②将A线圈与低压交流电源相连接; ③用多用电表的“交流电压”挡分别测量A线圈的输入电压UA和　　　(选填“绕制”或“B”)线圈的输出电压U;  ④则A线圈的匝数为　　　 。(用已知和测得量的物理量表示)   绕制 n 解析 (1)多用电表电阻挡读数=指针指示值×倍率。a的读数为24,倍率为“×1”,所以A线圈的电阻为24 Ω。根据电阻定律,导线越长,电阻越大,因为A的电阻比B的大,所以A线圈匝数多。 (2)③因为要测量A线圈匝数,所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出电压都是交变电流,所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压U。 ④根据变压器电压比等于匝数比,有,所以nA=n。 $