2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 交變電流 傳感器 實驗16 探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)案 新人教版

1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 交變電流 傳感器 實驗16 探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)案 新人教版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 交變電流 傳感器 實驗16 探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)案 新人教版年級：姓名：- 6 -實驗16探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系必備知識預(yù)案自診一、實驗?zāi)康奶骄孔儔浩髟?、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系二、實驗思路1.變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的。電流通過原線圈時在鐵芯中產(chǎn)生磁場,由于電流的大小、方向在不斷變化,鐵芯中的磁場也不斷變化,變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,副線圈就存在輸出電壓。2.本實驗通過與副線圈相連接的多用電

2、表,觀察原線圈電壓變化時,副線圈的輸出電壓的變化;通過改變原、副線圈匝數(shù),探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系。3.用控制變量法研究。三、實驗器材可拆變壓器(鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈),多用電表,低壓交流電源等四、注意事項(1)為了人身安全,只能使用低壓交流電源,所用電壓不要超過12 v;(2)為了多用電表的安全,使用交流電壓擋測電壓時,先用最大量程試測。關(guān)鍵能力學(xué)案突破考點一教材原型實驗【典例1】(1)(多選)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中,下列器材在實驗中不必用到的有()a.干電池b.低壓交流電源c.滑動變阻器d.交流電表(2)若在實驗中用匝數(shù)n1=400匝和n2=80

3、0匝的變壓器,對應(yīng)的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù),下列說法正確的是。實驗次數(shù)1234u1/v0.901.401.902.40u2/v2.003.014.025.02a.n1一定是原線圈b.n2一定是原線圈c.n1可能是原線圈d.n2可能是副線圈考點二實驗的改進與創(chuàng)新【典例2】實驗室有一個可拆變壓器,請設(shè)計一個實驗方案,估測出變壓器原、副線圈的匝數(shù),所給實驗器材有:一個可拆變壓器、交流電壓表、直流電源、滑動變阻器,小磁針、200 v交流電源、開關(guān)各一個、銅漆包線(規(guī)格與變壓器原線圈所用漆包線相同)及導(dǎo)線若干。對應(yīng)演練遷移應(yīng)用1.某物理興趣小組在進行物理課外實驗中,學(xué)生電源損壞,不能使用。(

4、1)(多選)“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中,可以使用220 v的交流電源來代替,要完成實驗,下圖實驗器材中需要用到的有。(2)組裝變壓器時,沒有將鐵芯閉合,如圖所示,原線圈接u=311sin 314t(v)的交流電源,原副線圈的匝數(shù)比為81,副線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的讀數(shù)可能是。a.27.5 vb.38.9 vc.10.0 vd.1 760 v2.物理研究課上,同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示:(1)(多選)下列說法正確的是;a.為確保實驗安全,實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)b.變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈

5、電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”c.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響d.測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量e.變壓器開始正常工作后,鐵芯導(dǎo)電,把電能由原線圈輸送到副線圈f.變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用(2)(多選)如圖丙所示,某同學(xué)自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學(xué)生電源的交流輸出端,副線圈接小燈泡。下列說法正確的是。丙a.與變壓器未通電時相比較,此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更

6、費力b.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù),小燈泡的亮度將保持不變c.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),學(xué)生電源的過載指示燈可能會亮起實驗16探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系關(guān)鍵能力學(xué)案突破典例1答案(1)ac(2)b解析(1)“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”要用低壓交流電源和交流電表,所以不需要干電池和滑動變阻器,故選ac;(2)表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出匝數(shù)之比近似等于電壓之比,但有一定的能量損失,故n2一定是原線圈,故選b。典例2答案見解析解析依圖(a)連接電路,然后將小磁針的n極靠近原線圈的一端,根據(jù)偏轉(zhuǎn)情況判定線圈的繞向。按照與原線圈相同的繞向,用銅漆包線在原線圈上加繞n(例如100)匝,將加繞后的

7、線圈接入220v交流電路(如圖(b)所示),讀出交流電壓表的示數(shù)u1,拆除加繞的n匝線圈,仍將原線圈接入220v交流電路,閉合開關(guān)后,讀出交流電壓表的示數(shù)u2,則有220u1=n1+nn2220u2=n1n2得:n1=u1u2-u1n,n2=u1u2220(u2-u1)n對應(yīng)演練遷移應(yīng)用1.答案(1)ac(2)c解析(1)本實驗需要線圈和鐵芯,還需要電壓表測量電壓,故選a、c。(2)根據(jù)題意u1=3112v=220v根據(jù)u1u2=n1n2代入數(shù)據(jù)得u2=n2n1u1=27.5v由于鐵芯沒有閉合,有漏磁現(xiàn)象,實際上輸出電壓低于計算值,故選c。2.(1)cdf(2)ac解析(1)為確保實驗安全,實

8、驗中要求副線圈匝數(shù)小于原線圈匝數(shù),使得次級電壓較小,故a錯誤;變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”測量,故b錯誤;實驗時可采用控制變量法,先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響,故c正確;測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量,防止燒壞電壓表,故d正確;變壓器開始正常工作后,通過電磁感應(yīng),把電能由原線圈輸送到副線圈,故e錯誤;變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用,故f正確。故選cdf。(2)變壓器線圈通電壓會產(chǎn)生磁場,而變壓器上端的橫條相當(dāng)于磁鐵,下端對橫條有吸引力作用,因此與變壓器未通電時相比較,此時