江苏版高考物理一轮复习第11章实验15探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系课件

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1．实验采用控制变量法①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增大；②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减小。
2．变压器的原理是互感现象的应用原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，不能用直流电源；因为需要测量电压，所以需要多用电表(交流电压挡)。
[题组训练]1．(2023·苏州市调研)在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验中(1)实验中，为了人体安全，电源的交流电压不要超过 ________。A．12 V B．24 V C．36 V D．220 V
(2)下列器材中，本实验需要用到的是 ________。A　　　　B　　　 　　　C　　　　　D图1
(3)如图2所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于 ________。图2A．平面abcd B．平面aehdC．平面abgh D．平面dcfe
(4)若有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图3所示，该变压器可近似看作理想变压器。某同学欲测量它的初级、次级线圈匝数：先在上端铁轭(闭合铁芯中不套绕组只起磁路作用的部分)处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表接成闭合回路。然后在次级线圈两端的接线柱上输入8.0 V低压交流电压，理想交流电压表示数为2.0 V，则次级线圈的匝数为 ________匝。
(5)某同学组装变压器时，由于疏忽，上端铁轭漏装。实验时，若变压器左右两侧线圈分别选用匝数n左＝400匝和n右＝800匝进行实验，一侧线圈与交流低压电源相连，另一侧线圈与理想交流电压表接成闭合回路，实验数据如表(左侧线圈电压U左可能是交流低压电源显示的供电电压，也可能是交流电压表测量的电压；右侧线圈电压U右同样如此)：
根据实验数据可判断 ________侧(选填“左”或“右”)线圈与交流低压电源相连。
[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，使用的是交流电，所以选用低压交流电源，交流电压12 V是最安全的，故A正确，B、C、D错误；故选A。(2)由于要使用交流电源，则干电池及直流电压表基本用不上，故A、C错误，B、D正确。故选BD。(3)为了减小涡流引起的热量损失，同时又为了防止漏磁，变压器的铁芯采用硅钢片叠加而成。硅钢片平面应与平面aehd平行，故A、C、D错误，B正确。故选B。
(5)由于变压器上端铁轭漏装，存在明显漏磁现象，则副线圈的交流电压表的实际读数小于理想变压器的副线圈的读数，由于U右总是小于U左的2倍，所以可判断连接交流电源的线圈是左侧。[答案]　(1)A　(2)BD　(3)B　(4)400　(5)左
2．(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)B．条形磁铁C．直流电源D．多用电表E．开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是________(填器材前的序号)，本实验中除上述器材外还需要用到的器材有_________________。
(2)做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是(　　)A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡C．原线圈接12 V以下交流电压，电表用交流电压挡D．原线圈接220 V交流电压，电表用交流电压挡
[解析]　(1)变压器的原理是互感现象，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故条形磁铁B不必用到，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故直流电源C不必用到，需要用到低压交流电源；(2)变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，综合(1)可知，应选C。[答案]　(1)BC　 低压交流电源　(2)C
3．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。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
A　[变压器是改变电压，因此为了人身安全，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；实验通电时，不能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。故选A。]
1．变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场；如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生；原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压。2．实际实验中会存在漏磁现象。
[题组训练]1．(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是________。A．有闭合铁芯的原、副线圈B．无铁芯的原、副线圈C．交流电源D．直流电源E．多用电表(交流电压挡)F．多用电表(交流电流挡)
(2)用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表：
根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(填“na”或“nb”)。
[解析]　(1)变压器的原理是互感现象。是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈连接的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生。题意为探究变压器原副线圈两端的电压和匝数的关系，需要测量电压，所以需要一个测电压的仪器，所以需要的器材有A有闭合铁芯的原、副线圈；C交流电源；E多用电表(交流电压挡)；故选ACE。
(2)根据题意，电压比与匝数比不相等，可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响，判断出 U2 为原线圈上电压大小，则判断出接电源的是nb。[答案]　(1)ACE　(2)nb
2．在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究。
(1)实验还需下列器材中的________。　　　　　　　 电流表　　　　电压表　　　　　　 　学生电源　　　多用电表
(2)实验中，上图中变压器的原线圈接“0；8”接线柱，副线圈接线“0；4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0 V，则所接电源电压挡位为________。A．18.0 V B．10.0 VC．5.0 V D．2.5 V
[解析]　(1)本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上，为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要多用电表，故学生电源和多用电表两个器材不能缺少。
[答案]　(1)学生电源　多用电表　(2)A
3．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示：
(1)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中。(2)本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数的关系为________(用题目中给出的字母表示)。(3)该变压器是________变压器(选填“升压”或“降压”)。