第12章 实验15 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

1．(2026·江苏扬州市期中)某学习小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。图甲为变压器实物图，在原线圈两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压。请回答下列问题：

(1)观察甲图中变压器的横梁，它的结构和材料是________。

A．硬塑料片叠成    B．绝缘的硅钢片叠成

C．质地坚硬的大理石    D．长方形铁块

(2)原线圈两端应与图乙中的________(选填“a、b”或“c、d”)连接。

(3)小宁同学将原线圈0、4接线柱与图乙中的a、b端相连，选择开关置于6 V；电压表与副线圈0、8接线柱相连，则电压表的示数为________。

A.48.0 V    B．24.0 V

C．12.0 V    D．0

(4)小宣同学选择n1＝100匝和n2＝200匝两组线圈进行实验，正确接线后原线圈(n1匝)两端的输入电压为8 V，与副线圈相连的电压表指针位置如图丙所示，则电压读数为________V。

(5)小宣同学用电压表测得线圈两端电压记为U实验，通过＝计算得出的U2记为U理论，多次实验都发现U实验明显小于U理论，且相对误差接近20%，因此小宣同学认为变压器电压之比不等于线圈匝数之比。你是否同意他的观点？请简要说明理由。

________________________________________________________。

解析：(1)变压器的横梁是由绝缘的硅钢片叠成，用来增强磁场，同时减小涡流损耗。

(2)原线圈两端应接交变电流，故与c、d连接。

(3)小宁同学将原线圈0、4接线柱与题图乙中的a、b端相连，即与直流电连接，

变压器不能工作，即输出电压为0，电压表示数为0。

(4)若是理想变压器，则U2＝U1＝×8 V＝16 V，考虑到漏磁现象，可知电压表读数应小于16 V，电压表量程选择了0～15 V，该量程电压表最小分度值为0.5 V，读数应保留到十分位，故读数为13.0 V。

(5)不同意。这是因为教学用可拆变压器不是理想变压器，工作时有能量损耗，且线圈通过电流时会发热，铁芯中产生涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，故不能因实际实验误差否定原理。

答案：(1)B　(2)c、d　(3)D　(4)13.0(12.8～13.2均可)　(5)不同意。这是因为教学用可拆变压器不是理想变压器，工作时有能量损耗，且线圈通过电流时会发热，铁芯中产生涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，故不能因实际实验误差否定原理

2．(2026·江西上饶市期末)某同学利用可拆式变压器探究原、副线圈电压与匝数的关系，现有可拆式变压器(如图甲、乙所示)、交流电压表、学生电源(含交流输出挡)、导线若干。

(1)首先，将学生电源的交流输出端与原线圈A相连，把交流电压表接在副线圈B两端。实验中使用的交流电压表测量的是交变电流的________(选填“瞬时值”或“有效值”)。

(2)该同学通过实验得到如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈两端的电压。

(3)通过以上实验数据可知，原、副线圈两端电压之比________(选填“大于”“小于”或“等于”)原、副线圈匝数之比。

(4)造成这一现象的原因可能是____________(写出一条即可)。

(5)忽略一切误差影响，理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系为________。

解析：(1)实验中使用的交流电压表测量的是交变电流的有效值。

(3)通过以上实验数据可知，原、副线圈两端电压之比大于原、副线圈匝数之比。

(4)造成这一现象的原因可能是漏磁。

(5)忽略一切误差影响，理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系为＝。

答案：(1)有效值　(3)大于　(4)存在漏磁现象　(5)＝

3．某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。图甲为变压器实物图，在原线圈两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如下表：