備戰(zhàn)2024年高考物理一輪重難點復(fù)習(xí) 實驗十二：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

實驗十二：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系一．實驗原理(1)實驗電路圖(如圖所示)：(2)實驗方法采用控制變量法①n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系．②n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系．二．實驗器材學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12V)1個、可拆變壓器1個、多用電表1個、導(dǎo)線若干．三．實驗過程(1)保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響．①估計被測電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進行測量．②組裝可拆變壓器：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測量輸入、輸出電壓．(2)保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)對副線圈電壓的影響．重復(fù)(1)中步驟．四．?dāng)?shù)據(jù)處理由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系．五．注意事項(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān)，再進行操作．(2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過12V，通電時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，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量．知識一：教材原型實驗【例1】在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。

（1）對于實驗過程，下列說法正確的有；A．本探究實驗采用了控制變量法B．測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C．使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量D．因為實驗所用電壓較低，通電情況下可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱（2）若變壓器是理想變壓器，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為6.0V，則原線圈的輸入電壓應(yīng)為；A．18.0V

B．12.0V

C．5.0V

D．3.0V（3）該同學(xué)組裝變壓器時忘記將鐵芯閉合進行實驗，當(dāng)原副線圈匝數(shù)比為8∶1，原線圈接12.0V交流電壓，則測量副線圈的交流電壓表的實際讀數(shù)可能是；A．0V

B．9.60V

C．1.50V

D．0.65V（4）正確組裝變壓器后，用匝數(shù)Na=400匝和Nb=800匝的變壓器實際測量數(shù)據(jù)如下表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是（填Na或Nb）?！敬鸢浮緼C/CABDNb【詳解】（1）[1]A.為便于探究，可以采用控制變量法，故A正確；B.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”，故B錯誤；C.使用多用電表測電壓時，為了安全先用最大量程試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，故C正確；D.雖然實驗所用電壓較低，但是通電時不可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，這樣可減小實驗誤差，避免發(fā)生危險，故D錯誤。故選AC。（2）[2]變壓器為理想變壓器，則原線圈電壓為故選B。（3）[3]假設(shè)變壓器為理想變壓器，則副線圈電壓為考慮到變壓器不是理想變壓器，則副線圈兩端電壓小于1.5V，電壓表測量有效值，則讀數(shù)小于1.5V，故選D。（4）[4]由于有漏磁、原副線圈內(nèi)阻分壓等因素，所以副線圈實際測量的電壓值應(yīng)該小于理論值，由理想變壓器規(guī)律由表格數(shù)據(jù)Ua總是略小于Ub，故Nb一定是原線圈。【例2】在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。（1）為了確保實驗的安全，下列說法正確的是A．為了人身安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過16VB．為使接觸良好，通電時應(yīng)用手直接捏緊裸露的接線柱C．確保多用電表的安全，使用交流電壓檔測電壓時，先用最大量程檔試測（2）變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼。①鐵芯Q安放在鐵芯P上時，硅鋼片應(yīng)平行于A．平面abcd

B．平面abfe

C．平面abgh

D．平面aehd②這樣設(shè)計的原因是。（3）觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)（選填“多”或“少”）。（4）用匝數(shù)na=400匝和nb=800匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷出變壓器的原線圈為（選填“a”或“b”）?！敬鸢浮緾D減小渦流，提高變壓器的效率少b【詳解】（1）[1]A．變壓器只能使用交變電壓，不能使用低壓直流電源，A錯誤；B．為使接觸良好，應(yīng)該擰緊接線柱，但不能用手直接捏緊裸露的接線柱，B錯誤；C．為了確保多用電表的安全，使用交流電壓檔測電壓時，先用最大量程檔試測，C正確。故選C。（2）①[2]變壓器正視圖如圖。硅鋼片的作用是形成閉合磁路，硅鋼片中磁場變化引起在垂直于abcd平面內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以為了減小渦流產(chǎn)生的熱量，硅鋼片應(yīng)平行于平面aehd。故選D。②[3]這樣設(shè)計的原因是減小渦流，提高變壓器的效率。（3）[4]觀察兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，導(dǎo)線粗的線圈為低壓線圈，電流大，匝數(shù)少。（4）[5]由于實驗所用的變壓器會產(chǎn)生電能損耗，其實際測量得到的副線圈電壓將小于利用理想變壓器變壓公式得到的值，所以根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷出變壓器的原線圈為b。【例3】某班物理實驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。（1）實驗中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（選填“原線圈”或“副線圈”）匝數(shù)對副線圈電壓的影響。（2）測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“電壓擋”（選填“直流”或“交流”），先用量程擋試測（選填“最大”或“最小”），大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量。（3）若變壓器原、副線圈匝數(shù)分別選擇n1=800匝，n2=400匝，原線圈與10V正弦式交流電源相連，用理想電壓表測得輸出電壓U2=3V，輸出電壓測量值明顯小于理論值，可能的原因是（單選）A．原線圈匝數(shù)n1少于800匝B．副線圈匝數(shù)n2多于400匝C．副線圈阻值較大D．鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上（4）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費力B．若僅增加原線圈繞制的圈數(shù)，小燈泡的亮度將增加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D．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【答案】副線圈交流最大DAC/CA【詳解】（1）[1]實驗中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。（2）[3][4]測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的交流電壓擋，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量。（4）[5]AB．由變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系知即因為輸出電壓測量值明顯小于理論值，則可能是偏小或偏大，故AB錯誤；C．副線圈阻值不影響輸出電壓，故C錯誤；D．若鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，則可能導(dǎo)致漏磁，使得輸出電壓偏小，故D正確。故選D。（5）[6]A．變壓器線圈通電后會產(chǎn)生磁場，從而對變壓器上端的橫條鐵芯有吸引作用，則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費力，選項A正確；B．若僅增加原線圈繞制的圈數(shù)，則次級電壓減小，小燈泡的亮度將變暗，選項B錯誤；C．若僅增加副線圈繞制的圈數(shù)，則次級電壓變大，學(xué)生電源的過載指示燈可能會亮起，選項C正確；D．變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化為磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化為電能，貼芯起到傳遞能量的作用，而不是導(dǎo)電，故D錯誤。故選AC?！纠?】某物理小組欲探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)關(guān)系，提供的實驗器材有：學(xué)生電源、可拆變壓器、交流電壓表、若干導(dǎo)線。圖甲為實驗原理圖，在原線圈A、B兩端加上電壓，用電壓表分別測量原、副線圈兩端的電壓，測量數(shù)據(jù)如表：實驗序號原線圈匝數(shù)原線圈兩端電壓（）副線圈匝數(shù)原線圈兩端電壓（）副線圈匝數(shù)原線圈兩端電壓（）15.82.920.328.04.028.1312.66.244.0請回答下列問題：（1）在圖乙中，應(yīng)將A、B分別與（填“a、b”或“c、d”）連接。（2）根據(jù)上表數(shù)據(jù)得出的實驗結(jié)論是：在實驗誤差允許范圍內(nèi)，變壓器原、副線圈的電壓之比等于。（3）在實驗序號為2的測量中，若把圖乙中的可動鐵芯取走，副線圈匝數(shù)，則副線圈兩端電壓（填正確答案標(biāo)號）。A．一定小于4.0VB．一定等于4.0VC．一定大于4.0V【答案】c、d兩個線圈的匝數(shù)之比A【詳解】（1）[1]在探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗中，原線圈兩端應(yīng)接入交流電，故應(yīng)將A、B分別與c，d連接；（2）[2]根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可得，在實驗誤差允許范圍內(nèi)得出結(jié)論：在實驗誤差允許范圍內(nèi)，變壓器原，副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)之比；（3）[3]若把題圖乙中的可動鐵芯取走，磁損耗變大，原線圈中磁通量變化率比副線圈磁通量變化率大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，副線圈兩端電壓一定小于4.0V。故選A。一、實驗題1．有一個教學(xué)用的可拆變壓器，如圖甲所示。它有兩個外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線。（1）某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為Ω，由此可推斷（選填“A”或“B”）線圈的匝數(shù)較多。（2）如果把它看成理想變壓器，現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請簡要敘述實驗的步驟（寫出要測的物理量，并用字母表示）；；。A線圈的匝數(shù)為。（用所測物理量符號表示）【答案】22A用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈將A線圈與低壓交流電源相連接用多用電表的交流電壓擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和繞制線圈的輸出電壓U【詳解】（1）[1][2]由圖乙可知，多用電表測的是電阻指向“×1擋”，故A線圈的電阻為22Ω。由圖乙可知，B線圈電阻小于A線圈電阻，此可推斷A的線圈匝數(shù)較多。（2）[3][4][5][6]①用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈；②將A線圈與低壓交流電源相連接；③用多用電表的交流電壓擋分別測量A線圈的輸入電壓和繞制線圈的輸出電壓U。A線圈的匝數(shù)為2．某同學(xué)在實驗室進行探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗。他準(zhǔn)備了可拆變壓器、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線若干。（1）實驗需要以下哪種電源；A．低壓直流電源

B．高壓直流電源

C．低壓交流電源

D．高壓交流電源（2）該同學(xué)認(rèn)真檢查電路無誤后，先保證原線圈匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)，再保證副線圈匝數(shù)不變，改變原線圈匝數(shù)。分別測出相應(yīng)的原、副線圈電壓值。由于交變電流電壓是變化的，所以，我們實際上測量的是電壓的值（填“有效”或“最大”）。其中一次多用電表讀數(shù)如圖所示，此時電壓表讀數(shù)為；（3）理想變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與其匝數(shù)成（填“正比”或“反比”）；（4）由于實驗中變壓器的銅損和鐵損導(dǎo)致變壓器并非理想。實驗中，上圖中變壓器的原線圈接“0；8”接線柱，副線圈接“0；4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，則原線圈所接電源電壓可能為。A．16.0V

B．10.0V

C．5.0V

D．2.5V【答案】C有效7.2正比A【詳解】（1）[1]探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系，應(yīng)選擇低壓交流電源。故選C。（2）[2][3]多用電表測量的交流電壓為有效值，不足最大值；多用電表選用的擋位是交流電壓的10V擋位，所以應(yīng)該在0~10V擋位讀數(shù)，所以讀數(shù)應(yīng)該是7.2V。（3）[4]根據(jù)可知，理想變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與其匝數(shù)成正比。（4）[5]實驗中由于變壓器的銅損和鐵損，變壓器的鐵芯損失一部分的磁通量，所以導(dǎo)致副線圈的電壓的實際值一般略小于理論值，所以導(dǎo)致所以故選A。3．（1）某同學(xué)用圖所示的變壓器做“探究變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗：

①如圖所示，變壓器右邊原線圈“0”和“1”接線柱所接的電源應(yīng)是（填“甲”或“乙”）；②右邊“0”和“1”接線柱接電源的同時，左邊接線柱依次接“0”和“2”、“0”和“8”、“0”和“16”，測得如下數(shù)據(jù)：線圈原線圈副線圈接線柱接“0”和“1”接“0”和“2”接“0”和“8”接“0”和“16”電壓/V5.611.045.092.5上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實驗方法是()A．等效法

B．控制變量法

C．轉(zhuǎn)換法

D．類比法【答案】乙B【詳解】①[1]變壓器正常工作時，原線圈應(yīng)接交流電源，因此如圖所示，變壓器右邊原線圈“0”和“1”接線柱所接的電源應(yīng)是交流電源乙。②[2]探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實驗方法是控制變量法。故選B。4．實驗測量、實驗操作、數(shù)據(jù)分析和誤差分析是物理實驗的重要環(huán)節(jié)。（1）用10分度的游標(biāo)卡尺測量某物體直徑如圖所示，則直徑d=cm。（2）在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，如圖所示為所用實驗器材，可拆變壓器，學(xué)生電源，數(shù)字萬用表。關(guān)于本實驗，下列說法正確的是。A．為了保證人身安全，只能使用低壓交流電源，原線圈所接電壓不超過12VB．為了保證人身安全，變壓器通電后不要用手接觸裸露的導(dǎo)線或接線柱C．變壓器正常工作后，通過鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈D．使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋測試，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量（3）現(xiàn)將數(shù)字多用電表的選擇開關(guān)旋至最合適的擋位后，分別測量原線圈匝數(shù)為n1時的輸入電壓U1和副線圈匝數(shù)為n2時的輸出電壓U2，數(shù)據(jù)如下表。原線圈匝數(shù)n1（匝）副線圈匝數(shù)n2（匝）輸入電壓U1（V）輸出電壓U2（V）1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52①在誤差允許范圍內(nèi)，表中數(shù)據(jù)基本符合規(guī)律。②進一步分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輸出電壓比理論值偏小，請分析原因。【答案】0.52ABD/ADB/BAD/BDA/DBA/DAB在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等【詳解】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有0.5cm＋2×0.1mm=0.52cm（2）[2]A．變壓器改變的是交流電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用交流電壓不超過12V，A正確；B．為了保證人身安全，變壓器通電后不要用手接觸裸露的導(dǎo)線或接線柱，B正確；C．變壓器開始正常工作后，通過電磁感應(yīng)將電能從原線圈傳遞到副線圈，C錯誤；D．使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，D正確。故選ABD。（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)基本符合，變壓器原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，即有②電壓之比與匝數(shù)之比并不相等，主要原因是變壓器不是理想變壓器，有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等能量損耗，使副線圈兩端電壓偏低。5．某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進行“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗。（1）該實驗中變壓器原線圈接線柱接入學(xué)生電源應(yīng)該選擇哪種接法（填“A”或“B”）；（2）實驗開始前，小藝同學(xué)沒有使用鐵芯組裝變壓器，而是直接將一個線圈接入電源，另外一個線圈接電壓表，保持電源輸入電壓、兩個線圈接入的匝數(shù)不變，逐漸將兩個線圈相互靠近的過程中，觀察到電壓表的讀數(shù)（選填“變大”、“變小”、“不變”）；（3）在正確組裝變壓器后，甲乙丙三位同學(xué)分別利用控制變量法探究副線圈的電壓與原線圈電壓，原線圈的匝數(shù)，副線圈的匝數(shù)的關(guān)系，將實驗數(shù)據(jù)繪制成甲、乙、丙三幅圖像，哪個同學(xué)的實驗結(jié)果有誤（選填“甲”、“乙”、“丙”）（4）小琳同學(xué)在某次實驗中選擇廠家標(biāo)注匝數(shù)匝的線圈A作為原線圈，廠家標(biāo)注匝數(shù)匝的線圈B作為副線圈，分別接入不同輸入電壓，測得對應(yīng)的輸出電壓得到實驗數(shù)據(jù)如表所示；分析下列可能的原因，你認(rèn)為正確的有。實驗次數(shù)/匝/匝12001008.24.022001006.12.932001004.01.9A．原、副線圈的電壓的頻率不相等B．變壓器線圈中有電流通過時會發(fā)熱C．鐵芯在交變磁場的作用下會發(fā)熱D．穿過副線圈的磁通量大于原圈的磁通量【答案】B變大乙BC/CB【詳解】（1）[1]由圖可知，A為直流接法，B為交流接法，而要探究變壓器的原理則必須使用交變電壓，只有變化的電流才能產(chǎn)生變化的磁場。故選B（2）[2]將線圈直接接入交變電源，則線圈中就會產(chǎn)生周期性變化的磁場，而將另一接了電壓表的線圈逐漸靠近接入電源中的線圈時，接了電壓表的線圈中的磁通量就會發(fā)生變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，越靠近通電線圈，接了電壓表的線圈所處的磁場就越強，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大，因此可知電壓表的讀數(shù)將變大。（3）[3]根據(jù)變壓器原副線圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系可得則可知，在原副線圈匝數(shù)比一定的情況下，副線圈中的電壓與原線圈中的電壓成正比，圖像為過原點的傾斜直線；而當(dāng)原線圈的匝數(shù)以及原線圈中的電壓一定時，副線圈中的電壓與負(fù)線圈的匝數(shù)成正比，圖像為過原點的一條傾斜直線；若原線圈中的電壓與副線圈的匝數(shù)一定時，副線圈中的電壓與原線圈的匝數(shù)成反比，即副線圈中的電壓與原線圈匝數(shù)倒數(shù)的圖像為一條過原點的傾斜直線，因此實驗結(jié)果有誤的為乙。故選乙。（4）[4]由表中數(shù)據(jù)可知，原副線圈的匝數(shù)比小于原副線圈中的電壓之比，即有電能的損失。A．變壓器不會改變電壓的頻率，故A錯誤；B．根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知，當(dāng)有電流通過線圈時，線圈會發(fā)熱，從而造成電能的損失，俗稱銅損，故B正確；C．鐵芯在交變磁場中會產(chǎn)生渦流，而根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知鐵芯會發(fā)熱，從而造成電能的損失，俗稱鐵損，故C正確；D．因為鐵芯對磁場的約束不嚴(yán)密，因此，穿過副線圈的磁通量一定小于原線圈的磁通量，即磁通量有損失，俗稱磁損，故D錯誤。故選BC。6．在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。（1）為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是。A．控制變量法B．等效替代法C．演繹法D．理想實驗法（2）用學(xué)生電源給原線圈供電，用多用表測量副線圈兩端電壓，下列操作正確的是。A．原線圈接直流電壓，電表用直流電壓擋B．原線圈接直流電壓，電表用交流電壓擋C．原線圈接交流電壓，電表用直流電壓擋D．原線圈接交流電壓，電表用交流電壓擋（3）在實際實驗中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間（接入匝數(shù)為800匝），用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱（接入匝數(shù)為400匝）之間的電壓為3.0V，則原線圈的輸入電壓可能為。A．1.5V

B．3.5V

C．5.5V

D．7.0V（4）實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別，原因不可能為。A．原、副線圈上通過的電流發(fā)熱B．鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱C．原線圈輸入電壓發(fā)生變化D．變壓器鐵芯漏磁（5）圖為某電學(xué)儀器原理圖，圖中變壓器為理想變壓器。左側(cè)虛線框內(nèi)的交流電源與串聯(lián)的定值電阻R0可等效為該電學(xué)儀器電壓輸出部分，該部分與一理想變壓器的原線圈連接；一可變電阻R與該變壓器的副線圈連接，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。在交流電源的電壓有效值U0不變的情況下，調(diào)節(jié)可變電阻R的過程中，當(dāng)=時，R獲得的功率最大。【答案】ADDC【詳解】（1）[1]在物理學(xué)中，當(dāng)一個物理量與兩個或兩個以上的物理量有關(guān)系，需要研究其中兩個物理量之間的關(guān)系時，需要控制其它物理量保持不變，從而方便研究二者之間的關(guān)系，該方法稱之為控制變量法。為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法為控制變量法。故選A。（2）[2]變壓器的工作原理是互感，故原線圈接交流電壓，輸出電壓也是交流電源，電表用交流電壓擋。故選D。（3）[3]若是理想變壓器，則有變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系若變壓器的原線圈接“0”和“8”兩個接線柱，副線圈接“0”和“4”兩個接線柱，可知原副線圈的匝數(shù)比為，副線圈的電壓為3V，則原線圈的電壓為考慮到不是理想變壓器，有漏磁等現(xiàn)象，則原線圈所接的電源電壓大于6V，可能為7V。故選D。（4）[4]AB．原、副線圈上通過的電流發(fā)熱，鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱，都會使變壓器輸出功率發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故AB正確，不符合題意；C．原線圈輸入電壓發(fā)生變化，不會影響電壓比和匝數(shù)比，故C錯誤，符合題意。D．變壓器鐵芯漏磁，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故D正確，不符合題意；故選C。（5）[5]把變壓器和R等效為一個電阻R1，R0當(dāng)做電源內(nèi)阻，當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，即此時，輸出功率最大，根據(jù)得將公式代入上式，可得從而得出時獲得的功率最大。7．（1）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；（2）若在實驗中用匝數(shù)N1＝400匝和N2＝800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可能是副線圈D．N2可能是副線圈【答案】AC/CAB【詳解】（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，不需要干電池和滑動變阻器。故選AC。（2）已知N1＝400匝和N2＝800匝，表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出電壓之比<＝由此可知此變壓器不是理想變壓器，原因是漏磁從而導(dǎo)致匝數(shù)比變大，N2一定是原線圈，N1為副線圈。故選B。8．某學(xué)習(xí)小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)關(guān)系的實驗中，采用了可拆式變壓器，鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，如圖所示：（1）下列說法正確的是A．為保證實驗安全，原線圈應(yīng)接低壓直流電源B．變壓器中鐵芯是整塊硅鋼C．保持原線圈電壓及匝數(shù)不變，可改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈的匝數(shù)對輸出電壓的影響D．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過鐵芯導(dǎo)電輸送到副線圈（2）實驗過程中，變壓器的原、副線圈選擇不同的匝數(shù)，利用多用電表測量相應(yīng)電壓，記錄如下，由數(shù)據(jù)可知一定是線圈的匝數(shù)（填“原”或“副”）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，可得出原副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系：。匝匝（3）學(xué)習(xí)小組觀察實驗室中一降壓變壓器的兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線粗細(xì)不同，結(jié)合以上實驗結(jié)論，應(yīng)將較細(xì)的線圈作為線圈。（填“原”或“副”）【答案】C副原、副線圈兩端電壓U與匝數(shù)N成正比原【詳解】（1）[1]A．變壓器改變的是交流電壓，因此原線圈不能接低壓直流電源，選項A錯誤；B．因為變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，如果變壓器鐵芯是用整塊鐵芯，則在電磁的作用下，會產(chǎn)生很大的渦流發(fā)熱，當(dāng)熱量達到一定程度時，會損壞鐵芯和線圈，故不能用整塊硅鋼，選項B錯誤；C．研究變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系，用到控制變量法，可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，選項C正確；D．變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，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，而不是靠鐵芯導(dǎo)電來傳輸電能，選項D錯誤。故選C。（2）[2]為保證實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故由數(shù)據(jù)可知一定是副線圈的匝數(shù)；[3]由表可知，原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比，則（3）[4]理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，因為是降壓變壓器，所以副線圈的電壓小于原線圈的電壓，而功率又相等，所以副線圈的電流大于原線圈的電流，為了減少功率損失，根據(jù)電阻定律可知副線圈應(yīng)用較粗的銅導(dǎo)線繞制，故應(yīng)將較細(xì)的線圈作為原線圈。9．某實驗小組用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，可拆變壓器如圖甲、乙所示。（1）以下給出的器材中，本實驗需要用到的是()。A．干電池B．學(xué)生電源C．直流電壓表D．多用電表（2）關(guān)于本實驗，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．因為使用的電壓較低，通電時可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進行連接C．實驗時可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D．變壓器開始正常工作后，通過鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈（3）某次實驗中，用匝數(shù)匝和匝的線圈實驗，測量的數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法中正確的是()。1.802.803.804.904.006.018.029.98A．原線圈的匝數(shù)為，用較粗導(dǎo)線繞制B．副線圈的匝數(shù)為，用較細(xì)導(dǎo)線繞制C．原線圈的匝數(shù)為，用較細(xì)導(dǎo)線繞制D．副線圈的匝數(shù)為，用較粗導(dǎo)線繞制【答案】BD/DBCC【詳解】（1）[1]以下給出的器材中，本實驗需要用學(xué)生電源輸出交流電壓，需要用多用電表的交流擋測電壓。故選BD。（2）[2]A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，A錯誤；B．即使使用的電壓較低，通電時也不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進行連接，而且這樣操作時，將人體并聯(lián)到電路中，將導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，B錯誤；C．實驗時可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，C正確；D．變壓器開始正常工作后，通過電磁感應(yīng)將電能從原線圈傳遞到副線圈，D錯誤。故選C。（3）[3]由表格數(shù)據(jù)可知考慮到實驗中所用變壓器并非理想變壓器，即存在功率損失，使得原、副線圈電壓之比大于匝數(shù)比，所以原線圈的匝數(shù)為，副線圈的匝數(shù)為；原線圈電壓較大，電流較小，所以原線圈用較細(xì)導(dǎo)線繞制，而副線圈電壓較小，電流較大，所以副線圈用較粗導(dǎo)線繞制。故選C。10．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，李輝同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。（1）本實驗中，實驗室有下列器材：A．可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）B