2022届高考物理一轮复习 第十二章 交变电流 传感器 实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系学案 新人教版

1、2022届高考物理一轮复习 第十二章 交变电流 传感器 实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第十二章 交变电流 传感器 实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系学案 新人教版年级：姓名：- 6 -实验16探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系必备知识预案自诊一、实验目的探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系二、实验思路1.变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的。电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的磁场也不断变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,副线圈就存在输出电压。2.本实验通过与副线圈相连接的多用电

2、表,观察原线圈电压变化时,副线圈的输出电压的变化;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。3.用控制变量法研究。三、实验器材可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈),多用电表,低压交流电源等四、注意事项(1)为了人身安全,只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 v;(2)为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程试测。关键能力学案突破考点一教材原型实验【典例1】(1)(多选)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,下列器材在实验中不必用到的有()a.干电池b.低压交流电源c.滑动变阻器d.交流电表(2)若在实验中用匝数n1=400匝和n2=80

3、0匝的变压器,对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据,下列说法正确的是。实验次数1234u1/v0.901.401.902.40u2/v2.003.014.025.02a.n1一定是原线圈b.n2一定是原线圈c.n1可能是原线圈d.n2可能是副线圈考点二实验的改进与创新【典例2】实验室有一个可拆变压器,请设计一个实验方案,估测出变压器原、副线圈的匝数,所给实验器材有:一个可拆变压器、交流电压表、直流电源、滑动变阻器,小磁针、200 v交流电源、开关各一个、铜漆包线(规格与变压器原线圈所用漆包线相同)及导线若干。对应演练迁移应用1.某物理兴趣小组在进行物理课外实验中,学生电源损坏,不能使用。(

4、1)(多选)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,可以使用220 v的交流电源来代替,要完成实验,下图实验器材中需要用到的有。(2)组装变压器时,没有将铁芯闭合,如图所示,原线圈接u=311sin 314t(v)的交流电源,原副线圈的匝数比为81,副线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是。a.27.5 vb.38.9 vc.10.0 vd.1 760 v2.物理研究课上,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)(多选)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

5、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)(多选)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。丙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

6、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实验16探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系关键能力学案突破典例1答案(1)ac(2)b解析(1)“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表,所以不需要干电池和滑动变阻器,故选ac;(2)表格中每组数据都可以看出匝数之比近似等于电压之比,但有一定的能量损失,故n2一定是原线圈,故选b。典例2答案见解析解析依图(a)连接电路,然后将小磁针的n极靠近原线圈的一端,根据偏转情况判定线圈的绕向。按照与原线圈相同的绕向,用铜漆包线在原线圈上加绕n(例如100)匝,将加绕后的

7、线圈接入220v交流电路(如图(b)所示),读出交流电压表的示数u1,拆除加绕的n匝线圈,仍将原线圈接入220v交流电路,闭合开关后,读出交流电压表的示数u2,则有220u1=n1+nn2220u2=n1n2得:n1=u1u2-u1n,n2=u1u2220(u2-u1)n对应演练迁移应用1.答案(1)ac(2)c解析(1)本实验需要线圈和铁芯,还需要电压表测量电压,故选a、c。(2)根据题意u1=3112v=220v根据u1u2=n1n2代入数据得u2=n2n1u1=27.5v由于铁芯没有闭合,有漏磁现象,实际上输出电压低于计算值,故选c。2.(1)cdf(2)ac解析(1)为确保实验安全,实

8、验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数,使得次级电压较小,故a错误;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”测量,故b错误;实验时可采用控制变量法,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,故c正确;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,防止烧坏电压表,故d正确;变压器开始正常工作后,通过电磁感应,把电能由原线圈输送到副线圈,故e错误;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,故f正确。故选cdf。(2)变压器线圈通电压会产生磁场,而变压器上端的横条相当于磁铁,下端对横条有吸引力作用,因此与变压器未通电时相比较,此时