2025版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器实验十四探究变压器原副线圈电压与匝数的关系学案新人教版.docVIP

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试验十四探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

授课提示：对应学生用书第219页

一、试验目的

探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

二、试验原理与要求

[基本试验要求]

1．试验原理与设计

(1)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。

2．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。

3．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。

4．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源，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。

[规律方法总结]

1．数据处理

(1)分析试验数据记录表：

1

2

3

4

U1

U2

n1

n2

eq\f(U1,U2)

eq\f(n1,n2)

(2)试验结果分析及结论得出：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)。

2．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。

授课提示：对应学生用书第219页

仪器选取与操作

[典例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．直流电压表

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

(3)在试验中，某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

[解析](1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的试验，须要的器材是低压沟通电源，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BEG。(2)变压器是为了变更电压，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，若用手接触袒露的导线、接线柱等检查电路，就将人体并联入电路中，会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。(3)依据电压比公式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，保持原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将增大。

[答案](1)BEG(2)A(3)增大

试验原理与留意事项

[典例2]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________________________________________________________________________。

(2)为了验证理论推导的正确性，可以通过试验来探究。为保证明验平安、有效地进行，应选用________电源。

(3)在试验时，若采纳多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大