2025年高中物理试卷(带答案)实验十六　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系.docx

实验十六探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

探究变压器原线圈电压一定时，副线圈电压与线圈匝数的定量关系．

一、实验装置图与操作

装置图与方法

操作要领

方法：采用控制变量法

安装：按照原理装置图安装实验仪器，其中多用电表选择交流电压挡．

操作：①保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响．

②保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响．

列表：把测得的原、副线圈的电压和匝数记录到表中，分析电压与匝数之间的关系．

二、由表格数据得出结论：

原、副线圈的电压之比与原、副线圈的匝数之比相等．

注意事项

(1)要事先推测副线圈两端电压的可能值．

(2)为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12V，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱．

(3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．

误差分析

(1)由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差．

(2)原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)造成误差．

(3)铁芯中有涡流生热，造成能量损耗造成误差．

考点一教材原型实验

例1某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”．可拆变压器如图甲、乙所示．

(1)下列说法正确的是________．

A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”

C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响

D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用

(2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上．原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡．下列说法正确的是________．

A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力

B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变

C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起

例2[2024·福建漳州检测]某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线．

图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表：

实验

序号

原线圈匝数

n1＝400

原线圈两端

电压U1(V)

副线圈数

n2＝200

副线圈两端

电压U2(V)

副线圈数

n3＝1400

副线圈两端

电压U3(V)

1

5.8

2.9

20.3

2

8.0

4.0

28.0

3

12.6

6.2

44.1

请回答下列问题：

(1)在图乙中，应将A、B分别与________(填“a、b”或“c、d”)连接．

(2)根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于________．

(3)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可移动铁芯取走，副线圈匝数n2＝200，则副线圈两端电压________(填正确答案标号)．

A．一定小于4.0V

B．一定等于4.0V

C．一定大于4.0V

例3在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示．

(1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是________；

A．控制变量法

B．等效替代法

C．整体隔离法

(2)为了减少涡流的影响，铁芯应该选择________；

A.整块硅钢铁芯

B．整块不锈钢铁芯

C．绝缘的硅钢片叠成

D．绝缘的铜片叠成

(3)以下给出的器材中，本实验需要用到的有________；

(4)下列做法正确的是________；

A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V

B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测

C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多

D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

(5)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为________(填选项前字母)．

A．1.5VB．3.0V

C．6.0