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新高考物理一轮复习讲义第12章 交变电流 传感器实验十六 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 (含解析)
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这是一份新高考物理一轮复习讲义第12章 交变电流 传感器实验十六 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 (含解析)，文件包含人教版物理九年级全册同步精品讲义153串联和并联原卷版doc、人教版物理九年级全册同步精品讲义153串联和并联教师版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。
考点一 教材原型实验
例1 某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
(1)下列实验器材必须要用的有________(选填字母代号)。
A.干电池组 B.学生电源
C.多用电表 D.直流电压表
E.滑动变阻器 F.条形磁铁
G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
(2)下列说法正确的是______(选填字母代号)。
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.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C.测量电压时，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
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
(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：__________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案 (1)BCG (2)BC (3)在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)
解析 (1)实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用电表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行实验，G需要；综上所述，需要的实验器材为B、C、G。
(2)为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；为了保护电表，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，故C正确；变压器不计各种损耗，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，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。
(3) 通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)。
跟踪训练
1.(2023·北京丰台区高三模拟)利用如图1所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系：
图1
(1)除图中所示器材外，还需要的器材有________。
A.干电池 B.低压交流电源
C.直流电压表 D.多用电表
(2)下列说法正确的是________。
A.变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
B.变压器工作时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”能量的作用
C.理想变压器原、副线圈中的磁通量总是相同
D.变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零
(3)由于变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比eq \f(U1,U2)应当________(选填“大于”“等于”或“小于”)原、副线圈的匝数比eq \f(n1,n2)。
答案 (1)BD (2)BC (3)大于
解析 (1)实验中若用干电池，变压器不能互感变压，必须要有低压交流电源提供交流电，B需要；需要用多用表测量电压，D需要；综上所述需要的实验器材为B、D。
(2)变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误；变压器工作时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”能量的作用，故B正确；理想变压器的原、副线圈通过铁芯共用同一个磁场，则两线圈的磁通量总是相同，磁通量的变化率也相同，故C正确；变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端的电压不变，故D错误。
(3)根据变压器原理可知原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈匝数之比，实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损，导致变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，所以原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。
考点二 创新拓展实验
例2 有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图2甲所示。它有两个外观基本相同的线圈A、B(内部导线电阻率、横截面积相同)，线圈外部还可以再绕线圈。
(1)某同学用多用电表的“×1”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。
甲 乙
图2
(2)如果把该变压器看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线，一只多用电表和低压交流电源。请完成以下实验步骤：
①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈；
②将A线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的“交流电压”挡分别测量A线圈的输入电压UA和________(选填“绕制”或“B”)线圈的输出电压U；
④则A线圈的匝数为________(用已知和测得量的符号表示)。
答案 (1)24 A (2)③绕制 ④eq \f(UA,U)n
解析 (1)多用电表欧姆挡读数＝指针指示值×倍率。a的读数为24，倍率为“×1”，所以A线圈的电阻为24 Ω。根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数多。
(2)③因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出电压都是交流电，所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压U。
④根据变压器电压比等于匝数比，有eq \f(UA,U)＝eq \f(nA,n)，所以nA＝eq \f(UA,U)n。
跟踪训练
2.小华同学做了探究变压器线圈两端的电压与匝数关系的实验，请回答以下
问题：
(1)本实验中需要测量电压，则在如图3所示的器材中，应________。
图3
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
(2)小华在做本实验时，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 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”
(3)用匝数na＝100匝和nb＝200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________(选填“na”或“nb”)。
答案 (1)A (2)D (3)nb
解析 (1)由题图可知，甲图是多用电表，而乙图是电压表，实验需要测量交流电压，因此选用甲图，故A正确，B、C、D错误。
(2)根据理想变压器的原、副线圈的电压与其匝数关系式eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，若变压器的铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压小于12 V，A错误；若是电压的测量出了问题，应该是小于12 V，不应该大于12 V，B错误；副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由以上公式可知，副线圈的电压小于12 V，C错误；若学生电源实际输出电压大于标注的“6 V”，由以上公式可知，副线圈的电压可能为13 V，D正确。
(3)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、导线发热等因素影响，判断出U2为原线圈上电压大小，则接电源的是nb。
1.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图1所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
(1)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1
A.平面abcd B.平面abfe
C.平面abgh D.平面aehd
(2)对于实验过程，下列说法正确的有________。
A.为便于探究，应该采用控制变量法
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.使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D.因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
(3)实验中，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0 V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为________。
A.18.0 V B.12.0 V C.5.0 V D.3 V
(4)组装变压器时，该同学没有将铁芯闭合，如图2所示，原线圈接12.0 V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8∶1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是________。
图2
A.0 B.9.6 V C.1.5 V V
答案 (1)D (2)AC (3)B (4)D
解析 (1)磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律及右手螺旋定则知，产生的涡旋电流的方向垂直于图示变压器铁芯的正面，即与图示abcd面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直abcd面，形状相同的回形硅钢片叠加在一起形成铁芯，能增强磁场的传导，硅钢片应平行于平面aehd，故A、B、C错误，D正确。
(2)为便于探究，应该采用控制变量法，选项A正确；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“交流电压挡”，选项B错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量，选项C正确；虽然实验所用电压较低，但是通电时也不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，选项D错误。
(3)变压器为理想变压器，则原线圈电压为U1＝eq \f(n1U2,n2)＝eq \f(800,400)×6 V＝12 V，故选B。
(4)假设变压器为理想变压器，则副线圈电压为U2＝eq \f(n2U1,n1)＝eq \f(1,8)×12 V＝1.5 V，考虑到变压器不是理想变压器，则副线圈两端电压小于1.5 V，则电压表读数小于
1.5 V，故选D。
2.(1)为探究变压器两个线圈的电压关系，张明同学设计了如图3所示的实验电路，操作步骤如下：
图3
A.将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤；
B.将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；
C.闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；
D.将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
①以上操作的合理顺序是________(填步骤前的字母代号)；
②在实验中，当原线圈匝数n1＝1 600，副线圈匝数n2＝400时，若原线圈两端电压为8 V，则副线圈两端电压为2 V；原、副线圈对调后，原线圈两端电压为3 V，副线圈两端电压为12 V，那么可初步确定，变压器原、副线圈的电压U1、U2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是________(填写字母关系式)。
(2)另一个同学在做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验时，忘记把图4甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上，组装后的变压器如图乙所示，在铁芯上的原、副线圈匝数分别为n1＝1 000匝和n2＝500匝，原线圈两端与u＝10eq \r(2)sin(100πt)V的交流电源相连，则副线圈两端电压的有效值可能是________。
图4
A.10eq \r(2) V B.1 V C.5 V D.10 V
答案 (1)①DBCA ②eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) (2)B
解析 (1)①在探究变压器两个线圈的电压关系实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上，再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡，闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压，最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。故操作的合理顺序是DBCA。
②根据题中所给数据可得eq \f(1 600,400)＝eq \f(4,1)，eq \f(400,1 600)＝eq \f(1,4)，由此可知，变压器原、副线圈的电压U1、U2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)。
(2)根据题意可知，原线圈两端与u＝10eq \r(2)sin(100πt)V的交流电源相连，则原线圈电压的有效值为U1＝eq \f(Um,\r(2))＝10 V，在不考虑漏磁的情况下，有eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，可得U2＝5 V，由于没有将铁芯正常组装，则副线圈两端的有效值会比计算值更小，故A、C、D错误，B正确。原理与器材
实验操作
注意事项
1.实验原理
(1)实验电路图(如图所示)：
(2)实验方法采用控制变量法
①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。
②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。
2.实验器材
学生电源(低压交流电源，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干。
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。
(1)估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量。
(2)组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。
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，重复(1)中步骤。
1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。
2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。
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，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
实验结论：原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比。
实验次数
n1/匝
n2/匝
U1/V
U2/V
1
1 600
400
12.1
2.90
2
800
400
10.2
4.95
3
400
200
11.9
5.92
U1/V
1.60
2.50
3.70
4.60
U2/V
3.70
5.30
7.60
9.70
考点一 教材原型实验
例1 某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
(1)下列实验器材必须要用的有________(选填字母代号)。
A.干电池组 B.学生电源
C.多用电表 D.直流电压表
E.滑动变阻器 F.条形磁铁
G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
(2)下列说法正确的是______(选填字母代号)。
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.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C.测量电压时，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
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
(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：__________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案 (1)BCG (2)BC (3)在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)
解析 (1)实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用电表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行实验，G需要；综上所述，需要的实验器材为B、C、G。
(2)为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；为了保护电表，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，故C正确；变压器不计各种损耗，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，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。
(3) 通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)。
跟踪训练
1.(2023·北京丰台区高三模拟)利用如图1所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系：
图1
(1)除图中所示器材外，还需要的器材有________。
A.干电池 B.低压交流电源
C.直流电压表 D.多用电表
(2)下列说法正确的是________。
A.变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
B.变压器工作时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”能量的作用
C.理想变压器原、副线圈中的磁通量总是相同
D.变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零
(3)由于变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比eq \f(U1,U2)应当________(选填“大于”“等于”或“小于”)原、副线圈的匝数比eq \f(n1,n2)。
答案 (1)BD (2)BC (3)大于
解析 (1)实验中若用干电池，变压器不能互感变压，必须要有低压交流电源提供交流电，B需要；需要用多用表测量电压，D需要；综上所述需要的实验器材为B、D。
(2)变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误；变压器工作时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”能量的作用，故B正确；理想变压器的原、副线圈通过铁芯共用同一个磁场，则两线圈的磁通量总是相同，磁通量的变化率也相同，故C正确；变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端的电压不变，故D错误。
(3)根据变压器原理可知原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈匝数之比，实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损，导致变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，所以原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。
考点二 创新拓展实验
例2 有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图2甲所示。它有两个外观基本相同的线圈A、B(内部导线电阻率、横截面积相同)，线圈外部还可以再绕线圈。
(1)某同学用多用电表的“×1”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。
甲 乙
图2
(2)如果把该变压器看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线，一只多用电表和低压交流电源。请完成以下实验步骤：
①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈；
②将A线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的“交流电压”挡分别测量A线圈的输入电压UA和________(选填“绕制”或“B”)线圈的输出电压U；
④则A线圈的匝数为________(用已知和测得量的符号表示)。
答案 (1)24 A (2)③绕制 ④eq \f(UA,U)n
解析 (1)多用电表欧姆挡读数＝指针指示值×倍率。a的读数为24，倍率为“×1”，所以A线圈的电阻为24 Ω。根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数多。
(2)③因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出电压都是交流电，所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压U。
④根据变压器电压比等于匝数比，有eq \f(UA,U)＝eq \f(nA,n)，所以nA＝eq \f(UA,U)n。
跟踪训练
2.小华同学做了探究变压器线圈两端的电压与匝数关系的实验，请回答以下
问题：
(1)本实验中需要测量电压，则在如图3所示的器材中，应________。
图3
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
(2)小华在做本实验时，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 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”
(3)用匝数na＝100匝和nb＝200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________(选填“na”或“nb”)。
答案 (1)A (2)D (3)nb
解析 (1)由题图可知，甲图是多用电表，而乙图是电压表，实验需要测量交流电压，因此选用甲图，故A正确，B、C、D错误。
(2)根据理想变压器的原、副线圈的电压与其匝数关系式eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，若变压器的铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压小于12 V，A错误；若是电压的测量出了问题，应该是小于12 V，不应该大于12 V，B错误；副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由以上公式可知，副线圈的电压小于12 V，C错误；若学生电源实际输出电压大于标注的“6 V”，由以上公式可知，副线圈的电压可能为13 V，D正确。
(3)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、导线发热等因素影响，判断出U2为原线圈上电压大小，则接电源的是nb。
1.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图1所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
(1)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1
A.平面abcd B.平面abfe
C.平面abgh D.平面aehd
(2)对于实验过程，下列说法正确的有________。
A.为便于探究，应该采用控制变量法
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.使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D.因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
(3)实验中，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0 V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为________。
A.18.0 V B.12.0 V C.5.0 V D.3 V
(4)组装变压器时，该同学没有将铁芯闭合，如图2所示，原线圈接12.0 V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8∶1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是________。
图2
A.0 B.9.6 V C.1.5 V V
答案 (1)D (2)AC (3)B (4)D
解析 (1)磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律及右手螺旋定则知，产生的涡旋电流的方向垂直于图示变压器铁芯的正面，即与图示abcd面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直abcd面，形状相同的回形硅钢片叠加在一起形成铁芯，能增强磁场的传导，硅钢片应平行于平面aehd，故A、B、C错误，D正确。
(2)为便于探究，应该采用控制变量法，选项A正确；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“交流电压挡”，选项B错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量，选项C正确；虽然实验所用电压较低，但是通电时也不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，选项D错误。
(3)变压器为理想变压器，则原线圈电压为U1＝eq \f(n1U2,n2)＝eq \f(800,400)×6 V＝12 V，故选B。
(4)假设变压器为理想变压器，则副线圈电压为U2＝eq \f(n2U1,n1)＝eq \f(1,8)×12 V＝1.5 V，考虑到变压器不是理想变压器，则副线圈两端电压小于1.5 V，则电压表读数小于
1.5 V，故选D。
2.(1)为探究变压器两个线圈的电压关系，张明同学设计了如图3所示的实验电路，操作步骤如下：
图3
A.将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤；
B.将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；
C.闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；
D.将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
①以上操作的合理顺序是________(填步骤前的字母代号)；
②在实验中，当原线圈匝数n1＝1 600，副线圈匝数n2＝400时，若原线圈两端电压为8 V，则副线圈两端电压为2 V；原、副线圈对调后，原线圈两端电压为3 V，副线圈两端电压为12 V，那么可初步确定，变压器原、副线圈的电压U1、U2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是________(填写字母关系式)。
(2)另一个同学在做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验时，忘记把图4甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上，组装后的变压器如图乙所示，在铁芯上的原、副线圈匝数分别为n1＝1 000匝和n2＝500匝，原线圈两端与u＝10eq \r(2)sin(100πt)V的交流电源相连，则副线圈两端电压的有效值可能是________。
图4
A.10eq \r(2) V B.1 V C.5 V D.10 V
答案 (1)①DBCA ②eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) (2)B
解析 (1)①在探究变压器两个线圈的电压关系实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上，再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡，闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压，最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。故操作的合理顺序是DBCA。
②根据题中所给数据可得eq \f(1 600,400)＝eq \f(4,1)，eq \f(400,1 600)＝eq \f(1,4)，由此可知，变压器原、副线圈的电压U1、U2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)。
(2)根据题意可知，原线圈两端与u＝10eq \r(2)sin(100πt)V的交流电源相连，则原线圈电压的有效值为U1＝eq \f(Um,\r(2))＝10 V，在不考虑漏磁的情况下，有eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，可得U2＝5 V，由于没有将铁芯正常组装，则副线圈两端的有效值会比计算值更小，故A、C、D错误，B正确。原理与器材
实验操作
注意事项
1.实验原理
(1)实验电路图(如图所示)：
(2)实验方法采用控制变量法
①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。
②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。
2.实验器材
学生电源(低压交流电源，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干。
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。
(1)估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量。
(2)组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。
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，重复(1)中步骤。
1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。
2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。
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，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
实验结论：原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比。
实验次数
n1/匝
n2/匝
U1/V
U2/V
1
1 600
400
12.1
2.90
2
800
400
10.2
4.95
3
400
200
11.9
5.92
U1/V
1.60
2.50
3.70
4.60
U2/V
3.70
5.30
7.60
9.70
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