備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十三章交變電流電磁振蕩與電磁波傳感器實(shí)驗(yàn)十五探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

試驗(yàn)十五探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系核心考點(diǎn)五年考情命題分析預(yù)料教材原型試驗(yàn)2024：廣東T12；2024：全國(guó)ⅢT23用傳感器制作簡(jiǎn)潔的自動(dòng)限制裝置是近年高考命題的熱點(diǎn)之一，且傳感器類型靈敏多變，不斷創(chuàng)新.預(yù)料2025年高考中會(huì)結(jié)合各種傳感器元件特點(diǎn)，綜合考查利用傳感器制作簡(jiǎn)潔的自動(dòng)限制裝置.試驗(yàn)裝置創(chuàng)新2024：北京T13；2024：全國(guó)ⅡT23試驗(yàn)方法創(chuàng)新2024：湖南T12；2024：山東T141.試驗(yàn)?zāi)康奶骄孔儔浩髟€圈電壓確定時(shí)，副線圈電壓與原、副線圈匝數(shù)的定量關(guān)系.2.試驗(yàn)原理（1）試驗(yàn)電路圖（如圖所示）：（2）試驗(yàn)方法接受[1]限制變量法.①n1、U1確定，探討n2和U2的關(guān)系.②n2、U1確定，探討n1和U2的關(guān)系.3.試驗(yàn)器材學(xué)生電源（低壓溝通電源，小于12V）1個(gè)、可拆變壓器1個(gè)、多用電表1個(gè)、導(dǎo)線若干.4.試驗(yàn)步驟（1）保持變壓器原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，變更副線圈的匝數(shù)n2，探討n2對(duì)副線圈電壓U2的影響.①估計(jì)被測(cè)電壓的大致范圍，選擇多用電表溝通電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測(cè)電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇溝通電壓擋的[2]最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量.②組裝可拆變壓器：把兩個(gè)線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用溝通電壓擋測(cè)量輸入、輸出電壓.（2）保持變壓器副線圈的匝數(shù)n2和原線圈的電壓U1不變，變更原線圈的匝數(shù)n1，探討n1對(duì)副線圈電壓U2的影響.重復(fù)（1）中步驟.5.數(shù)據(jù)分析由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈電壓U1、U2之比與原、副線圈的[3]匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系.6.留意事項(xiàng)（1）要事先推想副線圈電壓的可能值.（2）在變更學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先[4]斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行操作.（3）為了人身平安，學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12V，通電時(shí)不能用手接觸袒露的導(dǎo)線和接線柱.（4）為了多用電表的平安，運(yùn)用溝通電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量.7.誤差分析（1）由于磁漏，通過(guò)原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴(yán)格相等造成誤差.（2）原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗（銅損）造成誤差.（3）鐵芯中有磁損耗，造成渦流產(chǎn)生誤差.研透高考明確方向命題點(diǎn)1教材基礎(chǔ)試驗(yàn)1.某同學(xué)在試驗(yàn)室進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的試驗(yàn).（1）下列試驗(yàn)器材必須要用的有BCG（選填字母代號(hào)）.A.干電池組 B.學(xué)生電源C.多用電表 D.直流電壓表E.滑動(dòng)變阻器 F.條形磁鐵G.可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）（2）下列說(shuō)法正確的是BC（選填字母代號(hào)）.A.為確保試驗(yàn)平安，試驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.要探討副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，應(yīng)當(dāng)保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，變更副線圈的匝數(shù)C.測(cè)量電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量D.變壓器起先正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈解析（1）試驗(yàn)中，必須要有學(xué)生電源供應(yīng)溝通電，B須要；學(xué)生電源本身可以調(diào)整電壓，無(wú)需滑動(dòng)變阻器，須要用多用電表測(cè)量電壓，C須要；本試驗(yàn)不須要條形磁鐵，用可拆變壓器來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，G須要；綜上所述，須要的試驗(yàn)器材為B、C、G.（2）為確保試驗(yàn)平安，應(yīng)當(dāng)降低輸出電壓，試驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；要探討副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，應(yīng)當(dāng)保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，變更副線圈的匝數(shù)，進(jìn)而測(cè)得副線圈電壓，找出相應(yīng)關(guān)系，故B正確；為了疼惜多用電表，測(cè)量副線圈電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量，故C正確；變壓器不計(jì)各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到傳遞磁場(chǎng)能的作用，不是鐵芯導(dǎo)電來(lái)傳輸電能，故D錯(cuò)誤.命題點(diǎn)2創(chuàng)新設(shè)計(jì)試驗(yàn)2.有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，其鐵芯粗細(xì)一樣，如圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的A、B線圈（內(nèi)部導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同），線圈外部還可以再繞線圈.（1）某同學(xué)用多用電表的同一歐姆擋先后測(cè)量了A、B線圈的電阻值，指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為24Ω，由此可推斷A（選填“A”或“B”）線圈的匝數(shù)較多.（2）假如把該變壓器看作志向變壓器，現(xiàn)要測(cè)量A線圈的匝數(shù)，供應(yīng)的器材有：一根足夠長(zhǎng)絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓溝通電源，請(qǐng)完成以下試驗(yàn)步驟：①用絕緣導(dǎo)線在B線圈上繞制n匝線圈；②將A線圈與低壓溝通電源相連接；③用多用電表的“溝通電壓”擋分別測(cè)量A線圈的輸入電壓UA和繞制（選填“繞制”或“B”）線圈的輸出電壓U；④則A線圈的匝數(shù)為UAUn（用已知和測(cè)得量的符號(hào)表示解析（1）多用電表歐姆擋讀數(shù)＝指針指示值×倍率.a位置的讀數(shù)為24，倍率為“×1”，所以A線圈電阻為24Ω.依據(jù)電阻定律知，導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同，導(dǎo)線越長(zhǎng)，電阻越大，因?yàn)锳線圈的電阻比B線圈的大，