第十三章　第72课时　变压器　远距离输电　实验十五：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系.docx

第72课时变压器远距离输电

实验十五：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

目标要求1.会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，体会控制变量法，了解实验误差的产生原因。2.知道变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题。3.会对远距离输电线路各物理量分析和计算。

考点一实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

1.实验原理

(1)实验电路图(如图所示)：

(2)实验方法：控制变量法

①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。

②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。

2.实验器材

学生电源(低压交流电源，小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干。

3.实验过程

(1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。

①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量。

②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。

(2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。重复(1)中步骤。

4.数据处理

由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。

5.注意事项

(1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。

(2)为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。

(3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。

例1某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。

(1)下列说法正确的是。

A.变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈

B.变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能

C.理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失

D.变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零

(2)如图所示，实验时，原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连接低压交流电源10V挡，用交流电压表测得副线圈两端的电压为0.4V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是。

A.原线圈匝数太多，电阻过大

B.铁芯没有闭合，漏磁过多

C.副线圈匝数太少，增加实验误差

D.副线圈的电阻太小

(3)实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为。

A.3.0V B.5.3V C.6.0V D.6.2V

(4)为了实验过程中的安全，下列做法正确的是。

A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V

B.连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验

C.因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱

D.为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测

答案(1)BC(2)B(3)D(4)BD

解析(1)变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，A项错误；变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，B项正确；理想变压器忽略能量损失，原线圈输入功率等于副线圈输出功率，C项正确；变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端电压不变，不为零，D项错误。

(2)根据变压器的工作原理可知，若通过原、副线圈的磁通量相同，则原、副线圈两端电压之比等于匝数比，则有U2U1＝n2n

(3)若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为U1U2＝n1n2，当变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱时，可知原、副线圈匝数比为2∶1，副线圈电压为3.0V，则原线圈电压应该为6.0V；实际操作中，不是理想变压器，需要考虑损失部分，则原线圈所接电压大于

(4)在实验中为了确保人身安全，需要使用低压交流电源，且电压不要超过12V，A项错误；为了确保安全，实验时，连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验，B项正确；即使使用电压较低，为了确保实验数据的可靠精确性，通电时也不能用手直接接触裸露的导线、接线柱，C项错误；为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测，再选用小一点的量程，确保精确度，D项正确。

考点二理想变压器原理及应用

1.构造和原理

(1)构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯