(浙江選考)高考物理一輪復習第10章交變電流實驗13探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系學案

1、1實驗13探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系實驗基砒棟理當孤敷材落窩基吐實驗原理原線圈通過電流時， 鐵芯中產(chǎn)生磁場，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷的變化，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應電動勢，副線圈中就存在輸出電壓。本實驗通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關系。實驗器材兩只多用電表（或兩只交直流數(shù)字電壓表）、學生電源（低壓交流電源）、開關、可拆變壓器、 導線若干。實驗過程1. 多用電表交流電壓擋量程選擇及讀數(shù)：要先估計被測電壓的大致范圍， 再選擇恰當?shù)牧砍蹋舨恢辣粶y電壓的大致范圍，則應選擇交流電的最大量程進行測量。2. 可拆變壓器的組裝：把兩個

2、線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯。3. 設計實驗數(shù)據(jù)記錄表：n1n2n31234. 輸入、輸出端電壓的測量：用交流電壓表測量輸入、輸出電壓。5. 改變輸入端電壓，重新測量輸入、輸出端電壓：改變輸入電壓，輸出電壓也隨之改變，但 是兩者的比值不變。6. 對調(diào)原、副線圈，重新測量輸入、輸出端電壓：對調(diào)原、副線圈后，輸出端電壓發(fā)生變化， 兩者的比值為對調(diào)前的倒數(shù)。7. 改變線圈匝數(shù)，重新測量輸入、輸出端電壓：改變線圈匝數(shù)后，輸出電壓隨之變化，輸入、 輸出電壓的比值也隨之變化。8. 實驗結果分析及結論得出：在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比，U ni數(shù)學表達式為：|-=。注意事項1. 在改變學

3、生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開開關，再進行操作。2. 為了人身安全學生電源的電壓不能超過12 V ,不能用手接觸裸露的導線和接線柱。3. 為了多用電表的安全， 使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測， 大致確定被測電壓后再選用適當?shù)牧砍踢M行測量。2實驗熱點突礦；丈斜處滬皿3【例】（2017 4月浙江選考）（1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗，必須要選用的是 _ （多選）。A. 有閉合鐵芯的原副線圈；B. 無鐵芯的原副線圈；C. 交流電源；D. 直流電源；E. 多用電表（交流電壓擋）；F. 多用電表（交流電流擋）。用匝數(shù)na= 60 匝和nb= 120 匝的變壓器，實

4、驗測量數(shù)據(jù)如下表:ua/v1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是 _（填na或nb）。（2）用如圖 1 所示的裝置做“探究感應電流方向的規(guī)律”實驗，磁體從靠近線圈的上方靜止下落。當磁體運動到如圖所示的位置時，流過線圈的感應電流方向從 _ （填“a到b”或“b到a”）。在磁體穿過整個線圈的過程中，傳感器顯示的電流i隨時間t的圖象應該是解析（1）為了完成變壓器的實驗探究，需要使用交流電源、多用電表 讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原、副線圈，因此正確答案為由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應該小于理論變壓值，即nb為輸入端，na為輸出

5、端。（交流電壓擋）。為了AC E；4（2）根據(jù)楞次定律可知，進入電流方向與離開時電流方向相反，選項C 錯誤；由于離開時速度比進入速度快，即切割磁感線的感應電流要大，選項A 正確，B、D 錯誤。答案（1）ACEnb（2）b到aAI跟遡題組_ 多角練透1.（2016 10 月浙江選考）如圖 2 所示，在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中，下列說法正確的是 _ （填字母）。圖 2A. 用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B. 測量原、副線圈的電壓，可用“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中的直流電壓表C. 原線圈接 0、8 接線柱，副線圈接 0、4 接線柱，副線

6、圈電壓大于原線圈電壓D. 為便于探究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)， 研究其對副線圈電壓的影響答案 AD2.在“探究變壓器兩個線圈的電壓關系”的實驗中，操作步驟如下：1將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；2閉合電源開關、用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓；3將匝數(shù)較多的一組線圈接到學生電源的交流電源輸出端上，另一個作為副線圈，接上小燈泡；4將原線圈與副線圈對調(diào)，重復以上步驟。（1）以上操作的合理順序是_ （只填步驟前數(shù)字序號）;如圖 3 所示，在實驗中，兩線圈的匝數(shù)m = 1 600 ,n2= 400,當將 m 做原線圈時，U=16 V,副線圈兩端電壓 U =

7、 4 V;原線圈與副線圈對調(diào)后，當U= 8 V 時，32 V,那么可初步確定，變壓器兩個線圈的電壓U、U與線圈匝數(shù)n1、n2的關系是_。解析（1）在“探究變壓器兩個線圈的電壓關系”的實驗中，首先將兩個線圈套到可拆變壓 器的鐵芯上；5再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學生電源的交流電源輸出端上，另一個作為副線圈，接上小燈泡；閉合電源開關、用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的 電壓；最后將原線圈與副線圈對調(diào)，重復以上步驟；兩線圈的匝數(shù)ni= 1 600,壓=400,當將ni做原線圈時，U= 16 V，副線圈兩端電壓U2=4 V;當原線圈與副線圈對調(diào)后，U= 8 V 時，32 V，此時 U為原

8、線圈的電壓，U ni而U為副線圈的電壓；由上數(shù)據(jù)可得：譏=。U2n2U ni答案（1）（2） 口=匚3.某同學選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗， 變壓器原線圈兩端所接的電源應是電壓為12 V 的低壓（選填“交流電源”或“直流電源”）。先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓_（選填“增大” “減小”或“不變”）; 然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，_增加原線圈 的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓 _ （選填“增大” “減小”或“不變”）。上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系中采用的實驗方法是 _ （選填“控制變量法” “轉(zhuǎn)換法”或“類比法”）。解析 變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，故原線圈兩端所接的電源應是電壓為12 V 的低壓交流電源；根據(jù)變壓比公式U=凹，保持原線圈的匝數(shù)不變，增