浙江鸭2020版高考物理一轮复习第10章交变电流实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系学案

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1、实验13　探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验原理原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压。本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。实验器材两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干。实验过程1.多用电表交流电压挡量程选择及读数：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，则应选择交流电的最大量程进行测量。2.可拆变压器的组装：把两个线圈穿在铁芯

2、上，闭合铁芯。3.设计实验数据记录表：n1n2n3n41234.输入、输出端电压的测量：用交流电压表测量输入、输出电压。5.改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压：改变输入电压，输出电压也随之改变，但是两者的比值不变。6.对调原、副线圈，重新测量输入、输出端电压：对调原、副线圈后，输出端电压发生变化，两者的比值为对调前的倒数。7.改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压：改变线圈匝数后，输出电压随之变化，输入、输出电压的比值也随之变化。8.实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：＝。注意事项1.在改变学生电源电压、线圈匝

3、数前均要先断开开关，再进行操作。2.为了人身安全学生电源的电压不能超过12V，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量程进行测量。4【例】　(2017·4月浙江选考)(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是______(多选)。A.有闭合铁芯的原副线圈；B.无铁芯的原副线圈；C.交流电源；D.直流电源；E.多用电表(交流电压挡)；F.多用电表(交流电流挡)。用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表：Ua/V1.802.803.8

4、04.90Ub/V4.006.018.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(填na或nb)。(2)用如图1所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落。当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从________(填“a到b”或“b到a”)。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流i随时间t的图象应该是________。图1解析　(1)为了完成变压器的实验探究，需要使用交流电源、多用电表(交流电压挡)。为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈，因此正确答案为A、C、E；由于有漏磁，所以副线圈测量电压应

5、该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。4(2)根据楞次定律可知，进入电流方向与离开时电流方向相反，选项C错误；由于离开时速度比进入速度快，即切割磁感线的感应电流要大，选项A正确，B、D错误。答案　(1)ACE　nb　(2)b到a　A1.(2016·10月浙江选考)如图2所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是________(填字母)。图2A.用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B.测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C.原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副

6、线圈电压大于原线圈电压D.为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响答案　AD2.在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，操作步骤如下：①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；②闭合电源开关、用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。(1)以上操作的合理顺序是______(只填步骤前数字序号)；(2)如图3所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1600，n2＝400，当将n1做原线圈时，U1＝16V，副线

7、圈两端电压U2＝4V；原线圈与副线圈对调后，当U1′＝8V时，U2′＝32V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是________。图3解析　(1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接4上小灯泡；闭合电源开关、用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤；(2)两线圈的匝数n1＝1600，n2＝400，当将n1