高考物理一轮复习实验15探究变压器电压与线圈匝数的关系课件

这是一份高考物理一轮复习实验15探究变压器电压与线圈匝数的关系课件，共25页。PPT课件主要包含了实验溯本求源，实验热点探究，BEG，控制变量法，法拉第电磁感应定律，低压交流，交流电压，较大或最大等内容，欢迎下载使用。
●实验目的U1一定时，n1、n2对U2的影响．●实验原理1．实验电路图2．实验方法采取控制变量法：(1)n1一定，研究n2和U2的关系．(2)n2一定，研究n1和U2的关系．
●实验器材学生电源(低压电流，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用表(交流电压挡)1个、导线若干
●实验过程一、实验步骤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．实物接线如图所示．
表格一　U1＝5 V，n1＝400匝(1)选择n1＝400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上．(2)将选择开关调至使原线圈两端电压为5 V，如图甲所示．(3)将多用电表与副线圈n2＝200匝的接线柱相连接，如图乙所示．读出副线圈两端的电压U2.
(4)将n2、U2、n1、U1记录在表格一中．(5)保持n1＝400匝，U1＝5 V不变．将多用电表与副线圈n2＝800匝的接线柱相连接，如图丙所示．读出副线圈两端的电压U2.(6)将n2、U2记录在表格一中．(7)保持n1＝400匝，U1＝5 V不变．将多用电表与副线圈n2＝1 400匝的接线柱相连接，如图丁所示．读出副线圈两端的电压U2.(8)将n2、U2的数值记录在表格一中．
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． 表格二　U1＝5 V，n2＝400匝
(1)将1中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈．(2)选择n2＝400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上．(3)将选择开关拨至5 V挡．(4)将多用电压与副线圈n1＝200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.(5)将n2、U2、n1、U1记录在表格二中．
(6)保持n2＝400匝，U1＝5 V不变，将连接电源的两根导线与原线圈n1＝800匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.(7)将n1、U2记录在表格二中．(8)保持n2＝400匝，U1＝5 V不变，将连接电源的两根导线与原线圈n1＝1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.(9)将n1、U2的数值记录在表格二中．(10)拆除实验线路，整理好实验器材．
二、数据处理分析表格一和表格二可知，理想变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比等于两个线圈的匝数n1、n2之比．●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．铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差．
●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12 V，即使这样，通电时也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，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．4．连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，只有这时才能接通电源．
热点一　实验操作例1 有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示．它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，则A线圈的电阻为________ Ω，由此可推断________(选填“A”或“B”)线圈的匝数较多．(2)如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示) _____________.A线圈的匝数为nA＝______.(用所测物理量符号表示)
练1　[2021·浙江台州中学月考]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用教学用的可拆变压器进行探究．(1)下列器材中，实验需要的器材是________．A．干电池　　　　 B．低压交流电源C．220 V交流电源 D．条形磁铁E．可拆变压器和导线 F．直流电压表G．多用电表(2)关于实验操作，下列说法正确的是________．A．为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 VB．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C．使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量
解析：(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，需要的器材是低压交流电源，需要用交流电压表来测量电压，同时还需要可拆变压器和导线，故选B、E、G.(2)为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；为了实验数据的准确和人身安全，实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误．
热点二　实验原理与注意事项例2 小姚同学做了探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验，请回答以下问题：(1)本实验中需要测量电压，则在如图所示的器材中，应________．A．选甲图中的器材　　　B．选乙图中的器材C．都可以选 D．都不能选
解析：(1)由题图可知，甲图中是多用电表，而乙图是电压表，需要测量交流电压，因此选用甲图，故A正确，B、C、D错误．
(2)小姚在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6 V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13.0 V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是________．A．变压器的铁芯没有闭合B．一定是电压的测量出了问题C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝D．学生电源实际输出电压大于标注的“6 V”
练2　(1)做探究变压器两个线圈的电压与匝数的关系实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈两端的电压，下列操作正确的是________．A．原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡B．原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡C．原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡D．原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡(2)该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”)．上述探究中采用的实验方法是____________．
练3　理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器．现有一个理想变压器有一个原线圈(匝数为n1)和一个副线圈(匝数为n2)．甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系．(1)甲同学的猜想是U1:U2＝n1:n2；乙同学的猜想是U1:U2＝n2:n1.你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是______________________________________________．(2)为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究．为保证实验安全、有效地进行，应选用________电源．(3)在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用__________量程进行测试，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量．
解析：(1)由变压器的工作原理可知，猜想合理的同学是甲同学．做出上述判断依据的物理规律是法拉第电磁感应定律．(2)为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压(一般低于12 V)交流电源．(3)使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用较大(或最大)量程进行测试．