2024年高二物理物理教材實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系（解析版）

實(shí)驗(yàn)06探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

目錄導(dǎo)航

實(shí)驗(yàn)梳理

探究變壓器原、副線圈典例分析|

電壓與匝數(shù)的關(guān)系

對點(diǎn)訓(xùn)練I

實(shí)驗(yàn)株理

一、變壓器的原理

1.構(gòu)造：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。

2.原線圈：與交流電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級線圈。

副線圈：與負(fù)載連接的線圈叫副線圈，也叫次級線圈。

3.工作原理：利用互感現(xiàn)象。

二、實(shí)驗(yàn)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(shí)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(dòng)勢，副線圈就存在輸出電壓。

2.本實(shí)驗(yàn)通過與副線圈相連接的多用電表，觀察原線圈電壓變化時(shí)，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(shí)驗(yàn)器材

兩只多用電表、學(xué)生電源（低壓交流電源）、開關(guān)、可拆變壓器（如圖甲）、導(dǎo)線

若干。

甲乙

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.按圖乙所示連接好電路，將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋，并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)。

2.接通學(xué)生電源，讀出電壓值，并記錄在表格中。

3.保持匝數(shù)不變，多次改變輸入電壓，記錄每次改變后原、副線圈的電壓值。

4.保持輸入電壓、原線圈的匝數(shù)不變，多次改變副線圈的匝數(shù)，記錄下每次的副線圈匝數(shù)

和對應(yīng)的電壓值。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)分析表明，原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比，即芋=里。

六、注意事項(xiàng)

1.在改變學(xué)生電源的電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開開關(guān)，再進(jìn)行操作。

2.為了保證人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過12V,通電時(shí)不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和

接線柱。

3.為了保證多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時(shí)，先用最大量程擋試測，大致確定

被測電壓后再用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量。

七、實(shí)驗(yàn)誤差分析

實(shí)驗(yàn)中的誤差主要是

(1)實(shí)驗(yàn)所用變壓器存在各種損耗；

(2)多用電表的讀數(shù)存在誤差。

?2典例分析

【典例1】(2023?北京朝陽區(qū)期末)某班物理實(shí)驗(yàn)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。可拆變壓器如圖甲、乙所示。

⑴下列說法正確的是o

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)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變電流，測量副線圈電壓時(shí)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(shí)，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(jìn)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(jì)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)如圖丙所示，某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)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o

A.與變壓器未通電時(shí)相比較，此時(shí)若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)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

(3)理想變壓器是一種理想化模型。請分析說明該模型應(yīng)忽略哪些次要因素；并證明：理想

變壓器原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比，即5=邊。

Uiri2

【答案】(l)CDF(2)AC(3)見解析

【解析】(1)為確保實(shí)驗(yàn)安全，應(yīng)該降低輸出電壓，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝

數(shù)，故A錯(cuò)誤；變壓器只能改變交變電流的電壓，原線圈輸入交流電壓，副線圈輸出交流

電壓，應(yīng)用多用電表的“交流電壓擋”測量，故B錯(cuò)誤；研究變壓器線圈兩端電壓和匝數(shù)的關(guān)

系時(shí)，用到了控制變量法，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；為了保護(hù)電表，測量副線圈電壓時(shí)，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(jìn)行測量，故D正確；變壓器的工作

原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即不計(jì)各種損耗時(shí)，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，而不是鐵芯直接導(dǎo)電，傳輸電能，故E

錯(cuò)誤，F(xiàn)正確。

(2)與變壓器未通電時(shí)相比較，通電時(shí)，線圈產(chǎn)生磁性，對橫條鐵芯具有吸引力，若將可拆

變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)力，故A正確；增加原線圈繞制的圈數(shù)，根據(jù)原、副線

圈的電壓比等于匝數(shù)比可知，輸出電壓減小，燈泡的亮度降低，故B錯(cuò)誤；增加副線圈繞

制的圈數(shù)，根據(jù)原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知，輸出電壓增大，根據(jù)歐姆定律可知，

輸出電流增大，根據(jù)變流比可知，輸入電流增大，學(xué)生電源的過載指示燈可能會亮起，故C

正確。

(3)理想變壓器模型應(yīng)忽略的次要因素如下：

①不計(jì)漏磁，即通過原、副線圈每匝線圈的磁通量都相等，因而不計(jì)磁場能損失；

②不計(jì)原、副線圈的電阻，因而不計(jì)線圈的熱能損失；

③不計(jì)鐵芯中產(chǎn)生的渦流，因而不計(jì)鐵芯的熱能損失。

綜上，理想變壓器在傳輸能量時(shí)沒有能量損失。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別為?=〃1箜，E尸網(wǎng)。因

△tX

理想變壓器不計(jì)原、副線圈的電阻，則線圈兩端的電壓等于它產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，即3=

El,。2=4，聯(lián)立解得幼=也。

U?H2

【典例2】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的

實(shí)驗(yàn)。

（1）下列實(shí)驗(yàn)器材必須要用的有（選填字母代號）。

A.干電池組

B.學(xué)生電源

C.多用電表

D.直流電壓表

E.滑動(dòng)電阻器

F.條形磁體

G.可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）

⑵該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到了如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表中m、“2分別為原、副線圈的匝數(shù),

Ui、5分別為原、副線圈的電壓，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)m/匝〃2/匝51VUi/N

1160040012.12.90

280040010.24.95

340020011.95.92

【答案】（l）BCG（2）在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝

數(shù)之比,即生=出

Uim

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，必須要有學(xué)生電源提供交流電，B需要；學(xué)生電源本身可以調(diào)節(jié)電

壓，無需滑動(dòng)變阻器，需要用多用表測量電壓，C需要；本實(shí)驗(yàn)不需要條形磁體，用可拆變

壓器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，G需要；綜上所述，需要的實(shí)驗(yàn)器材為BCG。

（2）通過數(shù)據(jù)計(jì)算可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝

數(shù)之比，即5=血。

U1及2

【典例3】理想變壓器是指在變壓器變壓的過程中，線圈和鐵芯不損耗能量、磁場被束縛在

鐵芯內(nèi)不外漏的變壓器。現(xiàn)有一個(gè)理想變壓器、一個(gè)原線圈（匝數(shù)為m）和一個(gè)副線圈（匝數(shù)

為“2）。甲、乙兩位同學(xué)想探究這個(gè)理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系。

⑴甲同學(xué)的猜想是5：U2=ni"2；乙同學(xué)的猜想是5:U2=n2:知。你認(rèn)為猜想合理的

同學(xué)是，你做出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是

（2）為了驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性，可以通過實(shí)驗(yàn)來探究。為保證實(shí)驗(yàn)安全、有效地進(jìn)行，應(yīng)

選用電源。

⑶在實(shí)驗(yàn)時(shí)，若采用多用電表進(jìn)行測量，應(yīng)先將選擇開關(guān)置于擋，并選用

量程進(jìn)行試測，大致確定被測數(shù)據(jù)后，再用適當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測量。

【答案】（1）甲法拉第電磁感應(yīng)定律（2）低壓（一般低于12V）交流（3）交流電壓最大

【解析】（1）由變壓器的工作原理可知，猜想合理的同學(xué)是甲同學(xué)。做出上述判斷依據(jù)的

物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律。

（2）為了保證實(shí)驗(yàn)安全、有效地進(jìn)行，應(yīng)選用低壓（一般低于12V）交流電源。

（3）使用多用電表時(shí)，應(yīng)先將選擇開關(guān)置于交流電壓擋，并選用最大量程進(jìn)行試測。

*對點(diǎn)訓(xùn)練

1.（2023上?浙江寧波?高二校聯(lián)考期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)

中，小糊同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究。

（1）本實(shí)驗(yàn)中，除可拆變壓器外，下列器材中還需要的有：

A.低壓直流電源B.交流電壓表C.刻度尺D.開關(guān)、導(dǎo)線若干

（2）小糊同學(xué)將圖中變壓器的原線圈接線柱0、8與低壓直流電源的輸出端相連，選擇開關(guān)

置于12V擋，則與副線圈0、2接線柱相連的電表示數(shù)可能是；

A.48.0VB.4.0VC.3.6VD.0V

（3）小糊正確選材并接線后，記錄如下表所示四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

N"匝100100200200

必/匝200400400800

2.101.955.222.35

U2!N4.288.0010.609.64

分析表中數(shù)據(jù)可知，M一定是線圈的匝數(shù)（填“原”或“副”）。

【答案】BD/DBD副

【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)中選用低壓交流電源，故用交流電壓表測副線圈電壓，另實(shí)驗(yàn)還需

要開關(guān)、導(dǎo)線若干。

故選BDo

（2）[2]變壓器的原線圈與低壓直流電源的輸出端相連，可知副線圈中磁通量不變，則副

線圈中無感應(yīng)電流，即副線圈所接電表無示數(shù)。

故選D。

（3）[3]由表中數(shù)據(jù)可得，在誤差允許范圍內(nèi)變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即

小上

N]U2

由于存在漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等影響電壓，則變壓器的副線圈兩端測得的電壓略小于

理想值，故可知M一定是副線圈的匝數(shù)。

2.（2023下?黑龍江哈爾濱?高二哈師大附中?？茧A段練習(xí)）在“探究變壓器原、副線圈電壓

與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：

A.可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）

B.條形磁鐵

C.開關(guān)、導(dǎo)線若干

D.交流電壓表

在本實(shí)驗(yàn)中，上述器材不用的是（填器材序號字母），還需用到的器材有（填

直流電源，低壓交流電源）。

（2）某學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，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”）；上述探究過程采

用的實(shí)驗(yàn)方法是=

（3）若實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（b）所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)〃/=800匝，小=400匝，斷開S,接通電源，觀

察到電壓表的讀數(shù)為6V,若可拆變壓器可視為為理想變壓器，貝！I：

①變壓器的輸入電壓有效值為。

A.3VB.6及VC.12VD.15V

②若燈泡的額定電壓為6V,閉合S,燈泡能否正常發(fā)光？（填“能”或“不能”）。

【答案】B低壓交流電源增大減小控制變量法C能

【詳解】（1）[1]“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，題述器材在實(shí)驗(yàn)中不用的

是條形磁鐵。

故選Bo

[2]題中還需用到的器材是低壓交流電源。

（2）[3]某學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，因原、副線圈電

壓和匝數(shù)成正比，即

5=2

U2n2

則會觀察到副線圈兩端的電壓增大;

[4]然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，可知將觀察到副線圈兩端的電壓減

小;

[5]上述探究過程采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。

（3）[6]根據(jù)變壓器原理可得

八n,800…rc-

U、=rT=——x6V=12V

12

n2400

故選C。

⑺燈泡的額定電壓也為6V,實(shí)驗(yàn)時(shí)變壓器為理想變壓器，次級電壓等于于6V,燈泡能正

常發(fā)光。

3.（2023下?云南昆明?高二?？计谥校┪锢韺?shí)驗(yàn)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)系可拆變壓器如圖甲、乙所示。

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

（1）為了確保實(shí)驗(yàn)的安全，下列做法正確的是0

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12V

B.即使副線圈不接用電器，原線圈也不能長時(shí)間通電

C.為使接觸良好，通電時(shí)應(yīng)用手直接捏緊裸露的接線柱

D.為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時(shí)，先用最大量程擋試測

（2）觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是o

A.整塊硅鋼鐵芯B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的銅片疊成D.絕緣的硅鋼片疊成

（3）觀察兩個(gè)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)（填“多”或“少”）。

（4）實(shí)驗(yàn)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

（填字母代號）

A.原、副線圈上通過電流發(fā)熱B.鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱

C.變壓器鐵芯漏磁D.原線圈輸入電壓發(fā)生變化

【答案】BD/DBD少D

【詳解】(1)[1]

A.變壓器工作需要交流電，因此，為了人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要

超過12V,故A錯(cuò)誤；

B.即使副線圈不接用電器，原線圈處于空載也有一定的電損，則原線圈也不能長時(shí)間通電,

故B正確；

C.實(shí)驗(yàn)通電時(shí)，若用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，這樣無形之中，將人體并聯(lián)

電路中，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，故c錯(cuò)誤；

D.使用多用電表測電壓時(shí)，為了多用電表的安全，先用最高量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿?/p>

位進(jìn)行測量，故D正確。

故選BDo

(2)[2]觀察變壓器的鐵芯，由于渦流在導(dǎo)體中會產(chǎn)生熱量，所以它的結(jié)構(gòu)是絕緣的硅鋼片

疊成。

故選D。

(3)[3]觀察兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，根據(jù)

4=生

A?i

可知，匝數(shù)少的電流大，則導(dǎo)線越粗，即導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)少。

(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不符合題意；

C.變壓器鐵芯漏磁，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故C不符合題意；

D.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D符合題意。

故選D。

4.(2023下?吉林通化?高二校考開學(xué)考試)物理研究課上，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：

變壓器鐵芯

線圈毒

變壓器鐵芯

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

（1）下列說法正確的是.

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)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，測量副線圈電壓時(shí)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(shí)，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(jìn)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(jì)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）如圖丙所示，某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)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。

過載指示燈電源指示燈

丙

A.與變壓器未通電時(shí)相比較，此時(shí)若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)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

（3）將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù)，其余裝置不變繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，燈泡亮度將（選

填“變亮”或“變暗”），這說明燈泡兩端的電壓___________（選填“變大”或“變小”）；

（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在所有連接都完好的情況下，電路接通后，燈泡始終不亮，但卻在電路

接通或斷開的瞬間，燈泡會閃亮一下，原因是O

【答案】CDFAC/CA變暗變小變壓器的初級連接的是學(xué)生電源

的“直流”

【詳解】（1）[1]A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤；

B.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”測量,

故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)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；

D.測量副線圈電壓時(shí)，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(jìn)行測量，

防止燒壞電壓表，故D正確；

EF.變壓器開始正常工作后，若不計(jì)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E錯(cuò)誤，F(xiàn)正確。

故選CDFo

（2）[2]A.變壓器線圈通電會產(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(shí)相比較，此時(shí)若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更

費(fèi)力，故A正確；

B.僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈兩端電壓將減小，小燈泡亮度將變暗，故B錯(cuò)誤；

C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù)，副線圈兩端電壓增大，小燈泡消耗的功率變大，學(xué)生電源

輸出的功率變大，有可能會使學(xué)生電源的過載指示燈亮起，故C正確。

故選AC?

（3）[3][4]將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù)，即次級匝數(shù)減小，則次級電壓減小，則燈泡亮度

將變暗，這說明燈泡兩端的電壓變?。?/p>

（4）[5]實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在所有連接都完好的情況下，電路接通后，燈泡始終不亮，但卻在電

路接通或斷開的瞬間，燈泡會閃亮一下，原因是變壓器的初級連接的是學(xué)生電源的“直流”。

5.（2023?浙江嘉興?高二校聯(lián)考期中）某班物理實(shí)驗(yàn)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。

變壓器鐵芯

甲可變壓器零部件乙組裝后的變壓器

(1)下列說法正確的是=

A.實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)

B.變壓器原線圈可以接學(xué)生電源的低壓直流電，但測量副線圈電壓時(shí)必須要用多用電表的

“交流電壓擋”

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)，研究副線圈的匝數(shù)對副線圈電

壓的影響

D.測量副線圈電壓時(shí)，先用小量程檔位試測，如果超量程了，再換用較大量程的檔位進(jìn)行

測量

(2)在探究變壓器的線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系時(shí)，小范同學(xué)分別在可拆變壓器的鐵芯上

繞制了兩個(gè)線圈，如圖丙所示，線圈。連接到學(xué)生電源的交流輸出端，線圈6與小燈泡相連

接。兩線圈的電阻均可忽略不計(jì)。閉合電源開關(guān)，他發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光很微弱，為了適當(dāng)提高

小燈泡的亮度，下列方法可行的是0

A.適當(dāng)增加線圈。的匝數(shù)

B.適當(dāng)增加線圈6的匝數(shù)

C.將線圈。改接在直流輸出端

D.將學(xué)生電源的交流輸出電壓適當(dāng)增大

(3)斌斌老師在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的課堂演示實(shí)驗(yàn)中，用了匝數(shù)

?=800匝和a=400匝的變壓器，對應(yīng)的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)表中測量數(shù)據(jù)，請你

判斷連接學(xué)生電源的線圈是（填"n/或力廣）

Ua/V4.006.008.0012.00

Ub/V1.852.903.785.20

【答案】CBD/DBna

【詳解】（1）[1]A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，讓副線圈上

得到較低的電壓，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；

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，選項(xiàng)C正確；

D.為確保安全，測量副線圈電壓時(shí)，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿?/p>

位進(jìn)行測量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Co

（2）[2]A.為了適當(dāng)提高小燈泡的亮度，即增大變壓器副線腳的電壓，因?yàn)樽儔浩鞯囊?guī)律

是

5=2

U2n2

因此適當(dāng)增加線圈。的匝數(shù)，%增大，&減小，燈亮度降低，A錯(cuò)誤；

B.適當(dāng)增加線圈b的匝數(shù)，“2增大，4增大，燈亮度變大，B正確；

C.變壓器原理是電磁感應(yīng)，因此將線圈。改接在直流輸出端，線圈磁通量不變，輸出端無

電壓，C錯(cuò)誤；

D.將學(xué)生電源的交流輸出電壓適當(dāng)增大，■增大，則6增大，燈亮度變大，D正確；

故選BDo

（3）[3]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na為輸入端，小為輸出

端，故連接學(xué)生電源的線圈是外。

6.（2023下?安徽蕪湖?高二安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)校考期中）在“探究變壓器線圈兩端的電

壓和匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示。

（1）觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是：；

A.整塊硅鋼鐵芯B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的銅片疊成D.絕緣的硅鋼片疊成

（2）觀察兩個(gè)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)；（填“多”或“少”）

（3）以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的是;（填字母）

（4）為了保證安全，低壓交流電源的電壓不要超過；（填字母）

A.2VB.12VC.36V

（5）在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個(gè)接線柱之間，用電表測得副線圈的“0”

和“4”兩個(gè)接線柱之間的電壓為3.0V,則原線的輸入電壓可能為；（填字母）

A.1.5VB.6.0VC.7.0V

（6）等效法、理想模型法是重要的物理學(xué)方法，合理采用物理學(xué)方法會讓問題變得簡單，

這體現(xiàn)了物理學(xué)科“化繁為簡”之美。產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其輸出部分可以等

效為（左側(cè)虛線框內(nèi)的交流電源和定值電阻與串聯(lián)）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％、%（右側(cè)虛線框內(nèi)的電路也

可以等效為一個(gè)電阻）。在交流電源的電壓有效值。。不變的情況下，在調(diào)節(jié)可變電阻R的過

（丫

【答案】D少BD/DBBC-

【詳解】（1）[1]觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)是絕緣的硅鋼片疊成，利于導(dǎo)磁與減少渦流

的能量損失。

故選D。

（2）[2]觀察兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，根據(jù)

A%

可知匝數(shù)少的電流大，則導(dǎo)線越粗，即導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)少。

（3）[3]實(shí)驗(yàn)中需要交流電源并用多用電表測量交流的電壓電流，不需要干電池和直流電

壓表。

故選BDo

（4）[4]為了人體安全，低壓交流電源的電壓不要超過12V。

故選B。

（5）[5]依題意，原副線圈匝數(shù)比2:1,若為理想變壓器，則變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)

的關(guān)系為

5_=以

U2n2

則原線圈的電壓為

U[=6V

考慮到不為理想變壓器，可能存在漏磁等現(xiàn)象，則原線圈所接的電源電壓要大于6V,可能

為7V。

故選Co

(6)[6]把變壓器和R等效為一個(gè)電阻處，見當(dāng)作電源內(nèi)阻，當(dāng)內(nèi)外電阻相等，即

Ri=Ro

此時(shí)輸出功率最大，根據(jù)

q_=2

U2n2

可得

/國J

I2Rn2

又

n

11n2=12l

解得

22

十(A%=(區(qū)\4

即

凡

7.(2024?全國?高三專題練習(xí))在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如

圖所示。

(1)為了確保實(shí)驗(yàn)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16V

B.為使接觸良好，通電時(shí)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(shí)，先用最大量程檔試測

變壓器鐵芯Q

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

（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(shí)，硅鋼片應(yīng)平行于

A.平面abedB.平面aZ次

C.平面abghD.平面aehd

②這樣設(shè)計(jì)的原因是

（3）觀察兩個(gè)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)&=400匝和加=800匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如表：

UJN1.802.803.804.90

Ub/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'”或?”）O

【答案】CD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(cuò)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(cuò)誤;

C.為了確保多用電表的安全，使用交流電壓檔測電壓時(shí)，先用最大量程檔試測，C正確。

故選C。

（2）①⑵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a6cd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(jì)的原因是減小渦流，提高變壓器的效率。

（3）[4]觀察兩個(gè)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(shí)驗(yàn)所用的變壓器會產(chǎn)生電能損耗，其實(shí)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6。

8.（2023下?海南省直轄縣級單位?高二嘉積中學(xué)?？茧A段練習(xí)）（1）如圖所示，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”實(shí)驗(yàn)中

①完成本實(shí)驗(yàn)，除有閉合鐵芯的原、副線圈外，還必須要選用的器材是

②關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)

B.因?yàn)槭褂玫碾妷狠^低，通電時(shí)可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)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

（2）如圖所示為“探究磁場對通電導(dǎo)線的作用”的部分實(shí)驗(yàn)裝置，通電導(dǎo)線與磁場方向垂直。

請根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)操作按要求填空。

①在探究安培力廠與電流/的對應(yīng)關(guān)系時(shí)，保持磁場及磁場中導(dǎo)線長度不變，只改變電流的

大小，記錄電流表的讀數(shù)幾右/,…，測出對應(yīng)的安培力耳耳，瑪，…，通過實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)，磁

場對通電導(dǎo)線作用力的大小與電流大小成正比，實(shí)驗(yàn)中所采用的實(shí)驗(yàn)方法是（選填

“等效替代法”、“控制變量法”或“理想模型法”）。

②如圖所示分別接通“1、4”和“2、3”，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)的角度不同，說明導(dǎo)線受到的力的大小

與有關(guān)。

③只上下交換磁極的位置以改變磁場方向，導(dǎo)線受力的方向（選填“改變”或“不改

變，

④只改變導(dǎo)線中電流的方向，導(dǎo)線受力的方向（選填“改變”或“不改變”）。

【答案】BD/DBC控制變量法導(dǎo)線長度改變改變

【詳解】（1）①[1]實(shí)驗(yàn)中需要交流電源、變壓器和交流電壓表（萬用表），不需要干電池和直

流電壓表，故BD正確，AC錯(cuò)誤。

故選BDo

②⑵A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B.即使使用的電壓較低，通電時(shí)也不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接，直接用手接觸

裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接會將人體并聯(lián)在電路中，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)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，故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，故D錯(cuò)誤。

故選C。

（2）①[3]控制其他物理量不變，只變化電流，觀察安培力隨電流的變化情況，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方

法時(shí)控制變量法；

②[4]分別接通“1、4”和“2、3”，通電的導(dǎo)體棒長度變化，發(fā)現(xiàn)輕繩的擺動(dòng)角度發(fā)生變化，這

說明安培力的大小與導(dǎo)線在磁場中的長度有關(guān)。

③[5]安培力的方向是由磁感應(yīng)強(qiáng)度2的方向和電流方向共同決定的，故只上下交換磁極的

位置以改變磁場方向，則導(dǎo)線受力的方向改變。

④⑹安培力的方向是由磁感應(yīng)強(qiáng)度8的方向和電流方向共同決定的，只改變導(dǎo)線中的電流

的方向，導(dǎo)線受力的方向改變。

9.(2023下?北京海淀?高二清華附中?？计谀?某實(shí)驗(yàn)小組用可拆變壓器探究“變壓器的電

壓與匝數(shù)的關(guān)系”，可拆變壓器如圖所示。

變壓器鐵芯P

變壓器鐵芯Q

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

(1)以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的是.

A.干電池B.學(xué)生電源C.實(shí)驗(yàn)室用電壓表D.多用電表

(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)

B.因?yàn)槭褂玫碾妷狠^低，通電時(shí)可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)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)可拆變壓器的鐵芯是由相互絕緣的薄硅鋼片疊壓而成。如圖所示，原線圈接交流電源,

副線圈接入小燈泡。第一次，緩緩移動(dòng)鐵芯橫條使鐵芯完全閉合；第二次，另取一塊與變壓

器鐵芯橫條尺寸相同的普通鐵塊替換鐵芯橫條，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。兩次均觀察到小燈泡由暗變

亮。以下說法正確的是

A.第二次實(shí)驗(yàn)中小燈泡更亮些

B.用普通鐵塊和用鐵芯橫條相比，普通鐵塊更容易發(fā)熱

C.無論用普通鐵塊還是用鐵芯橫條，流經(jīng)小燈泡的電流均為交變電流

（4）如圖所示的電路中，電壓為伍的交流電源通過阻值為&的定值電阻與一理想變壓器

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)分別為犯、"2。

若保持不變，將可變電阻R的阻值增大，則流經(jīng)原線圈的電流（選填“增大”“減

小”或“不變，，）；當(dāng)可變電阻R的阻值為一時(shí)（用如、刃和凡表示），可變電阻尺的功率最

大。

【答案】BD/DBCBC/CB減小

【詳解】（1）口]實(shí)驗(yàn)中需要輸入交流電壓和測量交流電壓，故需要用學(xué)生電源交流輸出端,

需要使用多用電表的交流檔；不需要使用干電池和實(shí)驗(yàn)室用電壓表。

故選BDo

（2）[2]A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B.即使使用的電壓較低，通電時(shí)也不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接，直接用手接觸

裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接會將人體并聯(lián)在電路中，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)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，故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，故D錯(cuò)誤。

故選Co

(3)[3]A.第二次，另取一塊與變壓器鐵芯橫條尺寸相同的普通鐵塊替換鐵芯橫條后，普

通鐵塊產(chǎn)生渦流增大了，變壓器能量損失增大，燈泡變暗，故A錯(cuò)誤；

B.用普通鐵塊和用鐵芯橫條相比，普通鐵塊產(chǎn)生渦流增大，更容易發(fā)熱，故B正確；

C.根據(jù)變壓器的工作原理可知，無論用普通鐵塊還是用鐵芯橫條，流經(jīng)小燈泡的電流均為

交變電流，故C正確。

故選BCo

(4)[4]在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，7?增大，副線圈電流心減小，根據(jù)原副線圈與

匝數(shù)的關(guān)系

工”

A?)

可知原線圈的電流減??；

[5]把變壓器等效為一個(gè)電阻R,凡當(dāng)做電源內(nèi)阻，輸出功率為

當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)輸出功率最大，有

R'=R0

根據(jù)

5=2

U2n2

可得

代入

_紅

1?n\

解得

2

,nA

R=2當(dāng)

10.（2023下?四川雅安?高二統(tǒng)考期末）小明和同學(xué)在物理實(shí)驗(yàn)室中探究變壓器線圈兩端的

電壓和匝數(shù)關(guān)系的時(shí)候，觀察了可拆變壓器，發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)問題，便和小組同學(xué)展開了討論。

（1）觀察可拆變壓器的鐵芯，發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和材料是；

A.整塊硅鋼鐵芯B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的硅鋼片疊成

（2）觀察原副線圈的導(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”）

（3）實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈兩個(gè)接線柱上，調(diào)整原副線圈的匝數(shù)比為1：2,用電壓表測

得副線圈兩個(gè)接線柱之間電壓為4V,則原線圈輸入的電壓可能是0

A.1.0VB.2.0VC.2.2V

【答案】C少C

【詳解】（1）[1]觀察可拆變壓器的鐵芯，發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和材料是絕緣的硅鋼片疊成。

故選C。

（2）[2]觀察原副線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，根據(jù)

可知，匝數(shù)少的電流大，則導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)少。

（3）[3]若是理想變壓器，則有

幺=區(qū)

U2n2

可知，副線圈兩個(gè)接線柱之間電壓為4V,則原線圈輸入的電壓為2V,考慮到不是理想變壓

器，有漏磁等現(xiàn)象，則原線圈輸入的電壓大于2V。

故選Co

n.（2023下?遼寧錦州?高二統(tǒng)考期末）在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”中，可拆變壓

器如圖所示。

（1）本實(shí)驗(yàn)要通過改變原、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，實(shí)驗(yàn)

中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是O

A.控制變量法B.等效替代法C.整體隔離法

（2）下列說法正確的是=

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)

B.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

C.變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時(shí)用多用電表的“直流電壓擋”

D.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

（3）若變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為800和400,測得變壓器兩端線圈的電壓為3.8V和

8.0V,可知變壓器的原線圈兩端電壓______（選填“3.8”或“8.0”）V；變壓器的電壓比與匝數(shù)

比不相等，可能的原因是（寫出一條即可）。

【答案】AD8.0漏磁，鐵芯或?qū)Ь€發(fā)熱

【詳解】（1）口]實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是控制變量法。例如，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。

故選Ao

（2）[2]

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B.變壓器開始正常工作后，鐵芯不導(dǎo)電，通過電磁感應(yīng)，把電能由原線圈輸送到副線圈,

故B錯(cuò)誤;

C.變壓器原線圈接低壓交流電，副線圈產(chǎn)生交變電流，測量副線圈電壓時(shí)，用多用電表的

“交流電壓擋”，故c錯(cuò)誤；

D.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，故D正確。

故選D。

（3）[3]根據(jù)

800-8.0

400~?8

可知變壓器的原線圈兩端電壓8.0V；

[4]變壓器的電壓比與匝數(shù)比不相等，可能的原因是：漏磁，鐵芯或?qū)Ь€發(fā)熱。

12.（2023下?福建泉州?高二校聯(lián)考期末）某同學(xué)用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的

關(guān)系，，。

（1）先將圖甲中的零件組裝成圖乙中的變壓器。再將原線圈接在交流電源上，之后再將副

線圈接在電壓傳感器（可視為理想電壓表）上，觀察到副線圈輸出電壓S隨時(shí)間f變化的

圖像如圖丙所示，在保證安全的前提下,該同學(xué)可能在t!~t2時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的操作是=

圖甲圖乙圖丙

A.減少了原線圈的匝數(shù)B.減少了原線圈的輸入電壓

C.增大了交流電源的頻率D.拔掉了變壓器鐵芯。

（2）用匝數(shù)0=50匝和a=150匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表。

Ua/V1.252.613.30

Ub/V3.807.929.98

根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是（選填“nJ或"3”）

（3）實(shí)驗(yàn)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、副線圈通電發(fā)熱B.鐵芯在交變磁場作用下產(chǎn)生渦流

C.變壓器鐵芯“漏磁”D.原線圈輸入電壓發(fā)生變化

【答案】AnbD

【詳解】（1）[1]A.由圖丙知，％時(shí)刻前的電壓值小于馬時(shí)刻后的電壓值，而周期不變，根

據(jù)*=2，減少了原線圈的匝數(shù)，副線圈輸出電壓S增大，故A正確；

u2n2

B.若減少了原線圈的輸入電壓，副線圈輸出電壓S減小，故B錯(cuò)誤；

C.只增大交流電源的頻率，不能改變副線圈輸出電壓S,故C錯(cuò)誤；

D.拔掉了變壓器鐵芯。，副線圈輸出電壓S減小，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

Un

（2）[2]由表中數(shù)據(jù)可知，苫手；,變壓器存在漏磁現(xiàn)象，副線圈兩端測量值小于理論值,

所以連接電源的線圈是演。

（3）[3]AB.原、副線圈通電發(fā)熱、鐵芯在交變磁場作用下產(chǎn)生渦流，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不符合題意；

C.變壓器鐵芯漏磁，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故C不符合題意；

D.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D符合題意。

故選D。

13.（2023下?安徽池州?高二池州市第一中學(xué)校聯(lián)考期末）某學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用可拆變壓器

“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

甲乙

（1）該學(xué)習(xí)小組同學(xué)將電壓為=60cosl00R（V）的交流電源與原線圈相連，將副線圈接在

電壓傳感器（可視為理想電壓表）上，觀察到副線圈電壓々隨時(shí)間/變化的圖像可能是下圖

中的（填選項(xiàng)字母），若原線圈接入電路的匝數(shù)為200,則副線圈接入電路的匝數(shù)

為。

（2）如圖乙所示，原線圈接交流電源，副線圈接入小燈泡。第一次將鐵芯裝好并用螺絲進(jìn)

行加固，第二次未裝鐵芯。兩次原線圈和副線圈接入電路的匝數(shù)相同，交流電源的電壓也相

同，則（填“第一次”或“第二次”）小燈泡更亮，判斷的依據(jù)是o

【答案】C100第一次第二次存在漏磁現(xiàn)象

【詳解】（1）[1]變壓器不改變交變電流的周期和頻率，原線圈電壓周期0.02s,則副線圈周

期也為0.02s,所以副線圈電壓的隨時(shí)間》變化的圖像可能是圖中的C；

[2]由

5=4

nxn2

可知

_2

n21

副線圈接入電路的匝數(shù)為100匝。

（2）[3][4]由于第二次未裝鐵芯，變壓器存在漏磁現(xiàn)象，第二次副線圈兩端的電壓小于第一

次副線圈兩端的電壓，所以第一次小燈泡更亮。

14.（2023下?廣東廣州?高二統(tǒng)考期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)

中，某同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為

“xlOO”的匝數(shù)。

變壓器鐵芯p

(1)對于實(shí)驗(yàn)過程，下列說法正確的有;

A.本探究實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法

B.測量副線圈電壓時(shí)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(shí)，先用最大量程擋試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量

D.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)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.18.0VB.12.0VC.5.0VD.3.0V

(3)該同學(xué)組裝變壓器時(shí)忘記將鐵芯閉合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)際讀數(shù)可能是；

A.0VB.9.60VC.1.50VD.0.65V

【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(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，故B

錯(cuò)誤；

C.使用多用電表測電壓時(shí)，為了安全先用最大量程試測，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量，故C

正確；

D.雖然實(shí)驗(yàn)所用電壓較低，但是通電時(shí)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(shí)驗(yàn)誤差，避免發(fā)生危險(xiǎn)，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

（2）[2]變壓器為理想變壓器，則原線圈電壓為

4=必占6V=12V

巧4

故選B。

（3）[3]假設(shè)變壓器為理想變壓器，則副線圈電壓為

幽」X[2V=L5V

n18

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(shí)際測量的電壓值應(yīng)該小于理

論值，由理想變壓器規(guī)律

U2N22

由表格數(shù)據(jù)“總是略小于g5,故M一定是原線圈。

15.（2023下?上海松江?高二上海市松江一中?？计谀┕Ψ艃?nèi)部的變壓器一般為環(huán)狀，簡

稱環(huán)牛，如圖所示。某同學(xué)利用環(huán)牛探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系（環(huán)

牛效率極高，可看成理想變壓器）。

（1）測量環(huán)牛的初級（原）、次級（副）線圈匝數(shù)可、%的方法是：先在閉合鐵芯上緊密

纏繞n=70匝漆包細(xì)銅線，并將理想交流電壓表1接在細(xì)銅線兩端；然后在初級線圈（左側(cè)）

上輸入有效值為24.0V的低壓交流電，再將理想交流電壓表2連接在次級線圈（右側(cè)）上,

若理想交流電壓表1的示數(shù)為3.0V,理想交流電壓表2的示數(shù)為12.0V,則次級線圈的匝數(shù)

（2）若在初級線圈（左側(cè)）上接入電壓瞬時(shí)值〃=220啦sinlOOR（V）的電壓，則連接在次

級線圈（右側(cè)）上理想交流電壓表2的示數(shù)為V；

（3）由于變壓器工作時(shí)有能量損失，實(shí)驗(yàn)中測得的原、副線圈的電壓比（選填“大于”、

“等于,，或“小于,,）原、副線圈的匝數(shù)比」。

（4）導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是o

A.變壓器的鐵芯漏磁B.原線圈所加電壓小C.變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流

【答案】280110大于AC

【詳解】（1）[1]根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律得

n2_U2nx_U、

nU'nU

解得

nx=560,n2=280

（2）⑵初級線圈所接交流電壓的