(浙江選考)高考物理一輪復(fù)習(xí)第10章交變電流實(shí)驗(yàn)13探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系學(xué)案

1、1實(shí)驗(yàn)13探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)基砒棟理當(dāng)孤敷材落窩基吐實(shí)驗(yàn)原理原線圈通過(guò)電流時(shí)， 鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷的變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈中就存在輸出電壓。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)器材兩只多用電表（或兩只交直流數(shù)字電壓表）、學(xué)生電源（低壓交流電源）、開關(guān)、可拆變壓器、 導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)過(guò)程1. 多用電表交流電壓擋量程選擇及讀數(shù)：要先估計(jì)被測(cè)電壓的大致范圍， 再選擇恰當(dāng)?shù)牧砍?，若不知道被測(cè)電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電的最大量程進(jìn)行測(cè)量。2. 可拆變壓器的組裝：把兩個(gè)

2、線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯。3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：n1n2n31234. 輸入、輸出端電壓的測(cè)量：用交流電壓表測(cè)量輸入、輸出電壓。5. 改變輸入端電壓，重新測(cè)量輸入、輸出端電壓：改變輸入電壓，輸出電壓也隨之改變，但 是兩者的比值不變。6. 對(duì)調(diào)原、副線圈，重新測(cè)量輸入、輸出端電壓：對(duì)調(diào)原、副線圈后，輸出端電壓發(fā)生變化， 兩者的比值為對(duì)調(diào)前的倒數(shù)。7. 改變線圈匝數(shù)，重新測(cè)量輸入、輸出端電壓：改變線圈匝數(shù)后，輸出電壓隨之變化，輸入、 輸出電壓的比值也隨之變化。8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論得出：在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比，U ni數(shù)學(xué)表達(dá)式為：|-=。注意事項(xiàng)1. 在改變學(xué)

3、生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開開關(guān)，再進(jìn)行操作。2. 為了人身安全學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12 V ,不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。3. 為了多用電表的安全， 使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)， 大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測(cè)量。2實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突礦；丈斜處滬皿3【例】（2017 4月浙江選考）（1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是 _ （多選）。A. 有閉合鐵芯的原副線圈；B. 無(wú)鐵芯的原副線圈；C. 交流電源；D. 直流電源；E. 多用電表（交流電壓擋）；F. 多用電表（交流電流擋）。用匝數(shù)na= 60 匝和nb= 120 匝的變壓器，實(shí)

4、驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表:ua/v1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是 _（填na或nb）。（2）用如圖 1 所示的裝置做“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，磁體從靠近線圈的上方靜止下落。當(dāng)磁體運(yùn)動(dòng)到如圖所示的位置時(shí)，流過(guò)線圈的感應(yīng)電流方向從 _ （填“a到b”或“b到a”）。在磁體穿過(guò)整個(gè)線圈的過(guò)程中，傳感器顯示的電流i隨時(shí)間t的圖象應(yīng)該是解析（1）為了完成變壓器的實(shí)驗(yàn)探究，需要使用交流電源、多用電表 讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原、副線圈，因此正確答案為由于有漏磁，所以副線圈測(cè)量電壓應(yīng)該小于理論變壓值，即nb為輸入端，na為輸出

5、端。（交流電壓擋）。為了AC E；4（2）根據(jù)楞次定律可知，進(jìn)入電流方向與離開時(shí)電流方向相反，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；由于離開時(shí)速度比進(jìn)入速度快，即切割磁感線的感應(yīng)電流要大，選項(xiàng)A 正確，B、D 錯(cuò)誤。答案（1）ACEnb（2）b到aAI跟遡題組_ 多角練透1.（2016 10 月浙江選考）如圖 2 所示，在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是 _ （填字母）。圖 2A. 用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B. 測(cè)量原、副線圈的電壓，可用“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中的直流電壓表C. 原線圈接 0、8 接線柱，副線圈接 0、4 接線柱，副線

6、圈電壓大于原線圈電壓D. 為便于探究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)， 研究其對(duì)副線圈電壓的影響答案 AD2.在“探究變壓器兩個(gè)線圈的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，操作步驟如下：1將兩個(gè)線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；2閉合電源開關(guān)、用多用電表的交流電壓擋分別測(cè)量原線圈和副線圈兩端的電壓；3將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上，另一個(gè)作為副線圈，接上小燈泡；4將原線圈與副線圈對(duì)調(diào)，重復(fù)以上步驟。（1）以上操作的合理順序是_ （只填步驟前數(shù)字序號(hào)）;如圖 3 所示，在實(shí)驗(yàn)中，兩線圈的匝數(shù)m = 1 600 ,n2= 400,當(dāng)將 m 做原線圈時(shí)，U=16 V,副線圈兩端電壓 U =

7、 4 V;原線圈與副線圈對(duì)調(diào)后，當(dāng)U= 8 V 時(shí)，32 V,那么可初步確定，變壓器兩個(gè)線圈的電壓U、U與線圈匝數(shù)n1、n2的關(guān)系是_。解析（1）在“探究變壓器兩個(gè)線圈的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，首先將兩個(gè)線圈套到可拆變壓 器的鐵芯上；5再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上，另一個(gè)作為副線圈，接上小燈泡；閉合電源開關(guān)、用多用電表的交流電壓擋分別測(cè)量原線圈和副線圈兩端的 電壓；最后將原線圈與副線圈對(duì)調(diào)，重復(fù)以上步驟；兩線圈的匝數(shù)ni= 1 600,壓=400,當(dāng)將ni做原線圈時(shí)，U= 16 V，副線圈兩端電壓U2=4 V;當(dāng)原線圈與副線圈對(duì)調(diào)后，U= 8 V 時(shí)，32 V，此時(shí) U為原

8、線圈的電壓，U ni而U為副線圈的電壓；由上數(shù)據(jù)可得：譏=。U2n2U ni答案（1）（2） 口=匚3.某同學(xué)選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來(lái)“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)， 變壓器原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12 V 的低壓（選填“交流電源”或“直流電源”）。先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓_（選填“增大” “減小”或“不變”）; 然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，_增加原線圈 的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓 _ （選填“增大” “減小”或“不變”）。上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是 _ （選填“控制變量法” “轉(zhuǎn)換法”或“類比法”）。解析 變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，故原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12 V 的低壓交流電源；根據(jù)變壓比公式U=凹，保持原線圈的匝數(shù)不變，增