实验十四　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

5/5实验十四探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系考情调研命题特征本实验在近几年高考中单独考查的不多，只有在2023年浙江高考中以选择题形式在选项中有所涉及考查变压器的原理及实验结果中存在误差的原因在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，利用如图甲所示的可拆变压器能方便地改变原、副线圈的匝数比。【实验原理】（1）变压器的工作原理是（选填“互感”或“自感”）现象，理想变压器原、副线圈两端的电压之比与原、副线圈的匝数之比。（2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是。A.控制变量法 B.等效替代法C.演绎法 D.理想实验法【实验步骤】（3）在某次实验中，一同学分别测出相应的原、副线圈两端电压值。由于交变电流电压是变化的，所以实际上测量的是电压的（选填“有效”“平均”或“最大”）值，其中一次多用电表读数如图乙所示，此时电压表读数为V。【注意事项】（4）在实验过程中，为了确保实验的安全，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12VB.连接好电路后，可不检查电路是否正确，直接接通电源C.因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱D.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测量电压时，先用最大量程挡试测【数据处理】（5）该同学在完成实验后，挑选了几组数据进行分析，如表所示，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈两端的电压，对实验数据进行分析，可以得出的结论是。实验次数n1/匝n2/匝U1/VU2/V1140040012.03.42290030012.03.96320010012.05.92【误差分析】（6）该同学在分析数据时发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，下列原因可能正确的是。A.在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低B.变压器线圈中有电流通过时会发热C.铁芯在交变磁场的作用下会发热D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失听课记录1.实验数据处理根据表格中的实验数据，分别求出原、副线圈的匝数之比和电压之比，得出结论：误差允许的范围内变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比等于两个线圈的匝数n1、n2之比。2.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造成误差。（3）铁芯中有磁损耗，产生涡流造成误差。（4）多用电表的读数存在误差。3.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，使用交流电压挡测量电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选择适当的挡位进行测量。（2024·北京丰台区模拟）利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。（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U1U2应当（选填“大于”“等于”或“小于”）【典例】某学习小组做“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有。（填选项字母）（2）下列说法正确的是。A.变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同B.实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法C.为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12VD.绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好（3）实验中，可拆变压器如图甲所示，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，硅钢片应平行于平面。A.abcdB.abghC.aehd（4）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的（选填“平均”“有效”或“最大”）值；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图乙所示，其对应的选择开关对准交流电压10V挡，则此时电表读数为V。（5）若用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据U1、U2如表所示。根据测量数据，则匝数为N1的线圈一定是（选填“原”或“副”）线圈。实验次数1234U10.901.401.902.40U22.003.014.025.02三步稳解题（1）分析实验目的：探究“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”。（2）确定实验原理：变压器的工作原理。（3）制定数据处理方案：由变压器的工作原理I1I2＝n听课记录

有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图甲所示。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。（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