2025届高考物理一轮复习第11章交变电流传感器实验15探究变压器原副线圈电压与匝数的关系教案含解析.docVIP

PAGE

PAGE5

试验十五探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

一、试验目的

探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

二、试验原理

1．如图所示变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的。电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场，由于电流的大小、方向在不断变更，铁芯中的磁场也不断变更，变更的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈就存在输出电压。

2．本试验通过与副线圈相连接的多用电表，视察原线圈电压变更时，副线圈的输出电压的变更；通过变更原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。

三、试验器材

可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)、多用电表、低压沟通电源、导线若干。

四、试验步骤

1．要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择沟通电的最大量程进行测量。

2．把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。

3．用沟通电压表测量输入、输出电压。

4．变更输入端电压，重新测量输入、输出端电压。

5．变更线圈匝数，重新测量输入、输出端电压。

五、数据处理

1．分析试验数据记录表：

1

2

3

4

U1

U2

n1

n2

U1/U2

n1/n2

2.试验结果分析及得出结论：在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比，数学表达式为：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。

六、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。

七、留意事项

1．要事先推想副线圈两端电压的可能值。

2．为了人身平安，只能运用低压沟通电压，所用电压不要超过12V，即使这样，通电时不要用手接触袒露的导线、接线柱。

3．为了多用电表的平安，运用沟通电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。

仪器选取与操作

1．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”试验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。

(1)下列器材中，试验须要的器材是。

A．干电池 B．低压沟通电源

C．220V沟通电源 D．条形磁铁

E．可拆变压器和导线 F．直流电压

G．多用电表

(2)关于试验操作，下列说法正确的是。

A．为了人身平安，原线圈两端只能运用低压沟通电源，所用电压不要超过12V

B．试验通电时，可用手接触袒露的导线、接线柱等检查电路

C．运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

(1)BEG(2)A[(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的试验，须要的器材是学生电源，供应低压沟通电，同时还须要沟通电压表来测量电压及可拆变压器和导线，故选B、E、G；(2)变压器是变更电压，因此为了人身平安，原线圈两端只能运用低压沟通电源，所用电压不超过12V，故A正确；试验通电时，用手接触袒露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不精确，故B错误；运用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。故选A。]

2．(2024·4月浙江选考)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的试验，必须要选用的是。

A．有闭合铁芯的原副线圈

B．无铁芯的原副线圈

C．沟通电源

D．直流电源

E．多用电表(沟通电压挡)

F．多用电表(沟通电流挡)

用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，试验测量数据如下表：

Ua/V

1.80

2.80

3.80

4.90

Ub/V

4.00

6.01

8.02

9.98

依据测量数据可推断连接电源的线圈是(选填“na”或“nb”)。

ACEnb[变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变更引起副线圈感应电流的变更，不须要直流电源；因为须要测量电压，所以须要多用电表(沟通电压挡)。故须要的仪器有闭合铁芯的原副线圈、沟通电源、多用电表(沟通电压挡)；依据题意，电压比与匝数比不相等，可知该变压器为非志向变压器，因此变压器有漏磁，铁芯发热、导线发热等影响，推断出Ub为原线圈上的电压大小，则由此可知nb接的是电源。]

试验原理与留意事项

1．志向变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器。现有一个志向变压器有一个原线圈(匝数为n1)和一个副线圈(匝数为n2)。甲、乙两位同学想探究这个志向变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。

(1)甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1。你认为猜想合理的同学是，你做出上述推断所依据的物理规律是