2020版高考物理人教版山東一輪復(fù)習(xí)課件：實(shí)驗(yàn)15探究變壓器原、副線(xiàn)圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

1、實(shí)驗(yàn)15探究變壓器原、副線(xiàn)圈電壓 與匝數(shù)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄孔儔浩髟?、副線(xiàn)圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系二、實(shí)驗(yàn)原理1.變壓器是由原線(xiàn)圈、副線(xiàn)圈和鐵芯組成的。電流通過(guò)原線(xiàn)圈時(shí)在鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng),由于電流的大小、方向在不斷變化,鐵芯中的磁場(chǎng)也不斷變化,變化的磁場(chǎng)在副線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線(xiàn)圈就存在輸出電壓。2.本實(shí)驗(yàn)通過(guò)與副線(xiàn)圈相連接的多用電表,觀(guān)察原線(xiàn)圈電壓變化時(shí),副線(xiàn)圈的輸出電壓的變化;通過(guò)改變?cè)?、副線(xiàn)圈匝數(shù),探究原、副線(xiàn)圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系。3.用控制變量法研究。2三、實(shí)驗(yàn)器材可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線(xiàn)圈),多用電表,低壓交流電源等四、注意事項(xiàng)(1)為了人身安全,只能使用低壓交流電源,所

2、用電壓不要超過(guò)12 V;(2)為了多用電表的安全,使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí),先用最大量程試測(cè)。3命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二儀器選擇與操作典例1(1)(多選)在“探究變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室中備有下列可供選擇的器材:A.可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線(xiàn)圈)B.條形磁鐵C.直流電源D.多用電表E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不必用到的是(填器材前的序號(hào)),本實(shí)驗(yàn)中還需要用到的器材有。4命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),原線(xiàn)圈接在電源上,用多用電表測(cè)量副線(xiàn)圈的電壓,下列操作正確的是()A.原線(xiàn)圈接直流電壓,電表用直流電壓擋B.原線(xiàn)圈接直流電壓,電表用交流電壓擋C.原線(xiàn)圈接12 V以下

3、交流電壓,電表用交流電壓擋D.原線(xiàn)圈接220 V交流電壓,電表用交流電壓擋5命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二答案 (1)BC(2)低壓交流電源(3)C解析 (1)變壓器的原理是互感現(xiàn)象的應(yīng)用,是原線(xiàn)圈磁場(chǎng)的變化引起副線(xiàn)圈感應(yīng)電流的變化,所以不需要外界的磁場(chǎng),故條形磁鐵B不必用到;如果原線(xiàn)圈中通的是直流電源,則副線(xiàn)圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故直流電源C不必用到,需要用到低壓交流電源;(2)變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,故原線(xiàn)圈接交流電壓,輸出電壓也是交流電壓,故電表用交流電壓擋,綜合(1)可知,故應(yīng)選C。6命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新典例2實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)可拆變壓器,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,估測(cè)出變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù),

4、所給實(shí)驗(yàn)器材有:一個(gè)可拆變壓器、交流電壓表、直流電源、滑動(dòng)變阻器,小磁針、200 V交流電源、開(kāi)關(guān)各一個(gè)、銅漆包線(xiàn)(規(guī)格與變壓器原線(xiàn)圈所用漆包線(xiàn)相同)及導(dǎo)線(xiàn)若干。7命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二答案 見(jiàn)解析解析 依圖(a)連接電路,然后將小磁針的N極靠近原線(xiàn)圈的一端,根據(jù)偏轉(zhuǎn)情況判定線(xiàn)圈的繞向。按照與原線(xiàn)圈相同的繞向,用銅漆包線(xiàn)在原線(xiàn)圈上加繞n(例如100)匝,將加繞后的線(xiàn)圈接入220 V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(xiàn)圈,仍將原線(xiàn)圈接入220 V交流電路,閉合開(kāi)關(guān)后,讀出交流電壓表的示數(shù)U2,則有81.(2018浙江金華十校聯(lián)考)在“探究變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)

5、系”的實(shí)驗(yàn)中,若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),忘記把圖甲中的變壓器鐵芯A組裝到變壓器鐵芯B上,組裝后的變壓器如圖乙所示。在鐵芯上的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n1=800匝和n2=200匝,原線(xiàn)圈兩端與u=12 sin 314t(V)的交流電源相連,則副線(xiàn)圈兩端電壓的有效值可能是。A.0.6 VB.3 VC.3 VD.12 V9答案 A102.(1)某學(xué)生選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來(lái)做探究變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),原線(xiàn)圈接在學(xué)生電源上,用多用電表測(cè)量副線(xiàn)圈的電壓,下列操作正確的是()A.原線(xiàn)圈接直流電壓,電表用直流電壓擋B.原線(xiàn)圈接直流電壓,電表用交流電壓擋C.原線(xiàn)圈接交流電壓,電表用直流電壓擋D.原線(xiàn)圈

6、接交流電壓,電表用交流電壓擋(2)該學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),先保持原線(xiàn)圈的匝數(shù)不變,增加副線(xiàn)圈的匝數(shù),觀(guān)察到副線(xiàn)圈兩端的電壓(選填“增大”“減小”或“不變”);然后再保持副線(xiàn)圈的匝數(shù)不變,增加原線(xiàn)圈的匝數(shù),觀(guān)察到副線(xiàn)圈兩端的電壓(選填“增大”“減小”或“不變”)。上述探究副線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系時(shí)采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。11答案 (1)D(2)增大減小解析 (1)副線(xiàn)圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是通過(guò)兩個(gè)線(xiàn)圈間的互感現(xiàn)象產(chǎn)生的,所以原線(xiàn)圈上的電流應(yīng)該是變化的,應(yīng)為交變電流,電壓為交流電壓。副線(xiàn)圈上的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))也是交流,D正確。保持原線(xiàn)圈的匝數(shù)不變,增加副線(xiàn)圈的匝數(shù),觀(guān)察到副線(xiàn)圈兩端的電壓增大;

7、保持副線(xiàn)圈的匝數(shù)不變,增加原線(xiàn)圈的匝數(shù),觀(guān)察到副線(xiàn)圈兩端的電壓減小。123.(20174月浙江選考)為完成“探究變壓器線(xiàn)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。A.有閉合鐵芯的原副線(xiàn)圈B.無(wú)鐵芯的原副線(xiàn)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)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線(xiàn)圈是(選填“na”或“nb”)。13答案 ACEnb解析 變壓器的原理是互感現(xiàn)象的應(yīng)用,是原線(xiàn)圈磁場(chǎng)的變化引起副線(xiàn)圈感應(yīng)電流的變化,不需要直流電源;因?yàn)樾枰獪y(cè)量電壓,所以需要多用電表(交流電壓擋)。故需要的儀器有閉合

8、鐵芯的原副線(xiàn)圈、交流電源、多用電表(交流電壓擋);根據(jù)題意,電壓比與匝數(shù)比不相等,可知該變壓器為非理想變壓器,因此變壓器有漏磁,鐵心發(fā)熱、導(dǎo)線(xiàn)發(fā)熱等影響,判斷出Ub為原線(xiàn)圈上的電壓大小,則由此可知nb接的是電源。144.(2019浙江臺(tái)州中學(xué)統(tǒng)練)在“探究變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)利用“教學(xué)用的可拆變壓器”進(jìn)行探究。(1)下列器材中,實(shí)驗(yàn)需要的器材是。A.干電池B.低壓交流電源C.220 V交流電源D.條形磁鐵E.可拆變壓器和導(dǎo)線(xiàn)F.直流電壓G.多用電表(2)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作,下列說(shuō)法正確的是。A.為了人身安全,原線(xiàn)圈兩端只能使用低壓交流電源,所用電壓不要超過(guò)12 VB.實(shí)驗(yàn)

9、通電時(shí),可用手接觸裸露的導(dǎo)線(xiàn)、接線(xiàn)柱等檢查電路C.使用多用電表測(cè)電壓時(shí),先用中等量程擋試測(cè),再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量15答案 (1)BEG(2)A解析 (1)“探究變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),需要器材是學(xué)生電源,提供低壓交流電,同時(shí)還需要交流電壓表來(lái)測(cè)量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線(xiàn);故選BEG;(2)變壓器是改變電壓,因此為了人身安全,原線(xiàn)圈兩端只能使用低壓交流電源,所用電壓不超過(guò)12 V,故A正確;實(shí)驗(yàn)通電時(shí),可用手接觸裸露的導(dǎo)線(xiàn)、接線(xiàn)柱等檢查電路,這樣無(wú)形之中,將人體并聯(lián)電路中,導(dǎo)致所測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,故B錯(cuò)誤;使用多用電表測(cè)電壓時(shí),先用最高量程擋試測(cè),再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量,故C錯(cuò)誤。故選A。165.某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想用220 V交流電源作為某小型電器的電源。他先制作了一個(gè)交流變?yōu)橹绷鞯恼髌?但是這個(gè)整流器需要用6 V的交流電源,于是他又添置了一臺(tái)220 V/6 V的變壓器,如圖所示。他看到這個(gè)變壓器上有a、b、c、d四個(gè)引出線(xiàn)頭,且a、d引線(xiàn)比b、c引線(xiàn)粗。(1)他不知道如何接法,也沒(méi)有相應(yīng)的說(shuō)明書(shū)。你能幫他判斷正確的接法是a、d端接(選填“220 V”或“6 V”)。(2)這臺(tái)220 V/6 V的