高考物理一輪復(fù)習(xí)-實驗課15-探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系課件-新人教版

實驗課15探究變壓器原、

副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實驗課15探究變壓器原、

副線圈電壓與-2-一、實驗?zāi)康奶骄孔儔浩髟⒏本€圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。二、實驗器材可拆變壓器、學(xué)生電源、多用電表、導(dǎo)線若干。三、實驗原理電流通過原線圈時在鐵芯中激發(fā)磁場,由于交變電流的大小、方向在不斷地變化,鐵芯中的磁場強弱和方向也在不斷地變化。變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,盡管兩個線圈之間沒有導(dǎo)線相連,副線圈也能夠輸出電流。-2-一、實驗?zāi)康?3-四、實驗操作1.按圖示電路連接電路。2.保持原線圈匝數(shù)n1不變,副線圈的匝數(shù)n2逐漸增多,觀察小燈泡亮度情況。3.保持副線圈的匝數(shù)n2不變,原線圈的匝數(shù)n1逐漸增多,觀察小燈泡亮度情況。-3-四、實驗操作2.保持原線圈匝數(shù)n1不變,副線圈的匝數(shù)n-4-4.原線圈接6V低壓交流電源,保持原線圈匝數(shù)n1不變,改變副線圈匝數(shù)n2,用多用電表交流電壓擋測出副線圈兩端的電壓,記入表格,重復(fù)三次。5.原線圈接6V低壓交流電源,保持副線圈匝數(shù)n2不變,改變原線圈匝數(shù)n1,用多用電表交流電壓擋測出副線圈兩端的電壓,記入表格,重復(fù)三次。-4-4.原線圈接6V低壓交流電源,保持原線圈匝數(shù)n1不變-5-五、實驗現(xiàn)象小燈泡的亮度如下表所示。1.當(dāng)原線圈匝數(shù)不變時,副線圈的匝數(shù)越多小燈泡越亮;當(dāng)副線圈的匝數(shù)不變時,原線圈的匝數(shù)越多小燈泡越暗。-5-五、實驗現(xiàn)象1.當(dāng)原線圈匝數(shù)不變時,副線圈的匝數(shù)越多小-6-2.將不同的原線圈接入線路測出線圈當(dāng)中的電壓填入下表:-6-2.將不同的原線圈接入線路測出線圈當(dāng)中的電壓填入下表:-7-六、數(shù)據(jù)處理1.小燈泡越亮,表明其兩端的電壓越大;小燈泡越暗,表明其兩端的電壓越小。七、實驗結(jié)論在誤差范圍內(nèi),變壓器原、副線圈兩端與匝數(shù)成正比,數(shù)學(xué)表達(dá)式為-7-六、數(shù)據(jù)處理七、實驗結(jié)論-8-八、注意事項1.連接好電路后,同組同學(xué)分別獨立檢查,然后由老師確認(rèn),電路連接無誤后,才能接通電源。2.注意人身安全。只能用低壓交流電源,電源電壓不能超過12V。3.使用多用電表交流電壓擋測電壓時,先用最大量程測試,然后再用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量。九、誤差分析1.線圈繞組的電阻有銅損現(xiàn)象。2.變壓器鐵芯內(nèi)有漏磁。3.鐵芯中有發(fā)熱現(xiàn)象。-8-八、注意事項-9-考向1考向2考向3實驗原理例1如圖甲所示,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)系的實驗中:-9-考向1考向2考向3實驗原理-10-考向1考向2考向3(1)若多用電表的轉(zhuǎn)換開關(guān)及學(xué)生低壓電源的面板如圖甲所示,則多用電表的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到的位置和變壓器原線圈應(yīng)連接到學(xué)生電壓電源的哪兩個接線柱

。

A.轉(zhuǎn)到位置a,接左邊兩個接線柱(標(biāo)有“+”“-”)B.轉(zhuǎn)到位置b,接左邊兩個接線柱(標(biāo)有“+”“-”)C.轉(zhuǎn)到位置a,接右邊兩個接線柱(標(biāo)有“-”)D.轉(zhuǎn)到位置b,接右邊兩個接線柱(標(biāo)有“-”)(2)如圖乙所示實驗中,下列說法正確的是

。

A.實驗用控制變量法,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.測量原、副線圈的電壓,可用多用電表中的直流電壓表C.原線圈接0、4接線柱,副線圈接0、8接線柱,副線圈電壓約為原線圈電壓的2倍D.若沒有鐵芯,變壓器的輸入電壓與輸出電壓之比還是等于原副線圈匝數(shù)之比答案解析解析關(guān)閉(1)多用電表的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到交流電壓擋,即轉(zhuǎn)到位置b。變壓器只能改變交流電壓,變壓器原線圈應(yīng)連接到學(xué)生電壓電源的右邊兩個接線柱,A、B、C錯誤,D正確。(2)變壓器的輸出電壓跟輸入電壓以及原副線圈匝數(shù)之比都有關(guān),因此需要用可拆卸的變壓器研究,探究副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系,采用控制變量法,即為便于探究,先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變,改變副線圈的匝數(shù),研究其對副線圈電壓的影響,A正確;變壓器只能改變交流電流的電壓,測量原、副線圈的電壓,可用多用電表中的交流電壓表,B錯誤;根據(jù)原副線圈匝數(shù)之比等于輸入輸出電壓之比可知,原線圈接0、4接線柱,副線圈接0、8接線柱,副線圈電壓約為原線圈電壓的2倍,C正確;若沒有鐵芯,原副線圈的磁通量不等,變壓器的輸入電壓與輸出電壓之比不等于原副線圈匝數(shù)之比,D錯誤。答案解析關(guān)閉(1)D

(2)AC-10-考向1考向2考向3(1)若多用電表的轉(zhuǎn)換開關(guān)及學(xué)生低-11-考向1考向2考向3實驗過程及誤差分析例2(1)為完成探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系的實驗,必須要選用的是

。

A.有閉合鐵芯的原副線圈

B.無鐵芯的原副線圈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,實驗測量數(shù)據(jù)如表:根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是

(選填“na”或“nb”)。-11-考向1考向2考向3實驗過程及誤差分析根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判-12-考向1考向2考向3(2)用如圖甲所示的裝置做探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律實驗,磁體從靠近線圈的上方靜止下落,當(dāng)磁體運動到如圖所示的位置時,流過線圈的感應(yīng)電流方向從

(選填“a到b”或“b到a”)。在磁體穿過整個線圈的過程中,傳感器顯示的電流i隨時間t的圖像(圖乙)應(yīng)該是

。

-12-考向1考向2考向3(2)用如圖甲所示的裝置做探究感應(yīng)-13-考向1考向2考向3解析

(1)如果原線圈中通的是直流電流,則副線圈中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。題意為探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。需要測量電壓U,所以需要一個測電壓的儀器,為了讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原副線圈,故正確的選項為A、C、E。由于有漏磁,所以副線圈測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值,即nb為輸入端,na為輸出端。(2)磁體從靠近線圈的上方靜止下落,當(dāng)磁體運動到如題圖所示的位置時,依據(jù)楞次定律,感應(yīng)磁場方向向下,根據(jù)螺旋定則,則感應(yīng)電流方向盤旋而上,即流過線圈的感應(yīng)電流方向為“b到a”;當(dāng)磁體完全進入線圈內(nèi)時,穿過線圈的磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁體會加速運動,當(dāng)?shù)竭_(dá)線圈底部時,磁通量變化率大于磁體進入線圈時位置,依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,則到達(dá)底部的感應(yīng)電流較大,再由楞次定律可知,進與出的感應(yīng)電流方向相反,故A正確,B、C、D錯誤。答案

(1)ACE

nb

(2)b到a

A-13-考向1考向2考向3解析(1)如果原線圈中通的是直流-14-考向1考向2考向3實驗探究拓展——變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系的實際應(yīng)用生活中我們要用到各種各樣的變壓器,不管哪一種變壓器,其工作原理都是電磁感應(yīng)的互感問題。假若是理想變壓器,則滿足關(guān)系

;假若是非理想變壓器,由于存在銅損和鐵損,副線圈輸出的電壓往往小于上式所求得的電壓U2。根據(jù)以上結(jié)論,可以對變壓器進行相關(guān)分析判斷。-14-考向1考向2考向3實驗探究拓展——變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)-15-考向1考向2考向3例3(2018·浙江東陽期中)東陽中學(xué)創(chuàng)新班同學(xué)想用220V交流作為小型收錄機的電源。他先制作了一個交流變?yōu)橹绷鞯恼髌?但是這個整流器需要用6V的交流電源,于是他又添置了一臺220V/6V的變壓器,如圖所示。他看到這個變壓器上有a、b、c、d四個引出線頭,且a、d引線比b、c引線粗。-15-考向1考向2考向3例3(2018·浙江東陽期中)東陽-16-考向1考向2考向3(1)他不知道如何接法,也沒有相應(yīng)的說明書。你能幫他判斷正確的接法是ad端接

(選填“220V”或“6V”)。

(2)這臺220V/6V的理想變壓器接6V的線圈匝數(shù)是300匝,則接220V的線圈匝數(shù)是

匝。

(3)為了進一步探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,他又取匝數(shù)Na=80匝和Nb=160匝的一個變壓器重新接在電源上,測量結(jié)果記錄如下,則接電源的是

(選填“Na”或“Nb”)。

-16-考向1考向2考向3(1)他不知道如何接法,也沒有相應(yīng)-17-考向1考