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实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
核心 目标 1. 通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系．
2. 能制定科学探究实验方案、正确操作实验器材，获得可靠的实验数据，通过分析数据发现规律．
要点梳理
要点1　实验思路
1. 利用教学用可拆变压器进行探究．
2. 控制变量法，保持原线圈电压U1是一定的，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，就能找出它们之间的关系．
要点2　实验器材
多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干．
要点3　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，研究副线圈的匝数n2对副线圈电压U2的影响．
(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U1＝5 V.
(3) 将多用电表分别与副线圈n2＝200、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(4) 将测得的n2、U2记录在表格一中．
表格一　U1＝5 V，n1＝400匝
实验次数 1 2 3
n2/匝
U2/V
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n1对副线圈电压U2的影响．
(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，用导线将多用电表接在副线圈的接线柱上．
(3) 将学生电源的选择开关拨至U1＝5 V挡．
(4) 将学生电源的交流输出接线柱分别与原线圈n1＝400、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(5) 将测得的U2、n1记录在表格二中．
表格二　U1＝5 V，n2＝400匝
实验次数 1 2 3
n1/匝
U2/V
3. 拆除实验线路，整理好实验器材．
先将多用电表从电路中断开，并将多用电表的选择开关置于交流电压最大量程挡或“OFF”位置，然后断开交流电源的开关，拆除电路．
即学即用
1. (2024·东莞外国语学校)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示．
(1) 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．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
(2) 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数____(填“多”或“少”).
(3) 实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为____．(填字母代号)
A. 原、副线圈上通过的电流发热
B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁
D. 原线圈输入电压发生变化
考向1　实验原理与操作
1. 原理分析：交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．
2. 操作注意事项
(1) 连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过老师确认．只有这时才能接通电源.
(2) 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，即使这样，通电时也不要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，先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．
(4) 在改变学生电源、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．
(5) 实验结束时，先拆除多用电表，再断开开关，以免烧坏电表．
　(2024·佛山期末)如图所示为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验装置．某同学已将学生电源连接了220 V的交流电源，电压挡调到6 V，将学生电源经开关与可拆变压器左侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连．
(1) 图中已连接了部分电路．现要使接在右侧线圈上的电压表获得低于6 V的电压，请在实验装置图中以笔画线代替导线完成剩余的电路连线．
(2) 将更大量程的电压表与变压器右侧线圈上的“0”和“__ __”(填“200”、“800”或“1 400”)两接线柱相连，观测到该表示数为20.3 V．若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，则该电压表的示数将__ _ _(填“不变”、“变大”、“变小”或“变为0”).
(3) 通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，试指出造成这种结果的主要原因(无需写理由)__ __．
考向2　数据处理与误差分析
1. 分析实验数据，可得以下结论
(1) 当原线圈电压、原线圈匝数不变时，副线圈电压与副线圈匝数成正比；当原线圈电压、副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成反比．
(2) 原、副线圈的电压之比 等于匝数之比 .
2. 误差分析
实验数据没有严格遵从实验结论所述规律，是因为：
(1) 实验变压器工作时存在多种损耗
①变压器线圈通过电流时会发热．
②铁芯在交变磁场的作用下会发热．
③交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内．
(2) 多用电表的读数存在误差等．
　(2024·广州二中)某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”．
(1) 该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示．
实验序号 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1(V) 副线圈电压U2(V)
1 400 200 4.22 2.10
2 400 800 4.22 8.36
3 400 1600 4.22 16.83
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，__ __．
(2) 该同学利用(1)问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏．测量此时小灯泡两端的电压约为3.00 V，并不是8.36 V，其原因主要是_ __．
(3) 可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成．如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡．第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验．两次均观察到小灯泡由暗变亮．下列说法中正确的是__ __．
A. 第二次实验中小灯泡更亮些
B. 用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C. 无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
考向3　实验拓展创新
本实验的创新有两个视角．
视角一：不改变实验原理，改变实验目的，在原线圈两端电压和匝数一定时，用多用电表测出副线圈两端电压就可以求出副线圈的匝数．
视角二：不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是否是理想变压器．
　有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图所示，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，指针分别对应图中的a、b位置，则A线圈的电阻为___ Ω，由此可推断____(填“A”或“B”)线圈的匝数较多．
(2) 如果把它看作理想变压器，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，请完成实验的步骤填空：
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____(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)
1. (2024·江门期末)如图甲所示，实验室内有一变压器，匝数标记位置模糊不清，但结构和功能是完好的，某同学利用该变压器进行匝数的探究实验，M、N是原线圈的两个接线柱，P、Q是副线圈的两个接线柱．
甲 乙
(1) 实验室有下列器材：A. 变压器、B. 开关、导线若干、C. 0～40 V直流输出电源、D. 0～40 V交流输出电源、E. 多用电表
(2) 选用的电源是____(填“C”或“D”).
(3) 为了保证人身安全，所用输入电压不要超过____(填“12 V”或“40 V”或“220 V”).
(4) 该同学将MN端接在所选电源正确位置后，多用电表红、黑表笔接在变压器PQ端测量输出电压UPQ，调节输入电压UMN，得到多组数据．
(5) 作出UMN-UPQ图像，如图乙所示横、纵坐标的截距分别为a、b，则匝数比＝____(用a、b表示)，匝数比的测量值__ __(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值．
配套新练案
考向1　实验原理与操作
1. (2024·广州仲元中学)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中：
(1) 下列器材需要的有__ _．
A. 学生电源 B. 干电池组
C. 多用电表 D. 直流电压表
(2) 在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将_ __(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3) 如图所示，当左侧线圈“0”“8”间接入9 V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是 _ .
A. 3.8 V B. 4.0 V
C. 5.0 V D. 5.2 V
2. 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、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_ _量程进行试测，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量．
考向2　数据处理与误差分析
3. (2024·茂名化州期中)如图所示，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上， 如图所示，试回答下列问题：
(1) 线圈应连到学生电源的_ __(填“直流”或“交流”)输出端上．
(2) 将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数其余装置不变继续实验，灯泡亮度将_ _(填“变亮”或“变暗”)这说明灯泡两端的电压_ _(填“变大”或“变小”).
(3) 在实验中，测得变压器原、副线圈的匝数分别为180匝和90匝，原线圈电压为 12 V, 由此可以计算出副线圈电压为 _V.
4. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学利用教学用可拆变压器来进行探究．可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈．
(1) 为了保证实验能够安全进行，下列说法中正确的是 _．
A. 实验中选取的电源为低压直流电源，电压不超过12 V
B. 因为电源为低压电源，通电时可以用手接触裸露的导线和接线柱
C. 连接好线路后可以先直接接通电路，根据电路的反应来确认电路是否连接正确或者排查电路故障
D. 为了保护交流电压表，测电压时先用最大量程挡试测
(2) 在测量交流电源的电压时，用仪器测量的电压是交流电压的_ _(填“瞬时”、“有效”或“最大”)值．
(3) 在该同学的实验报告中，已知电源连接的线圈匝数记录为n1匝，电源电压为U1.我们看到数据表格中某一行缺失的实验数据可能为 _．
第k次实验 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
3 400 200 8.00
A. 4.00 B. 3.95
C. 4.02
考向3　实验拓展创新
5. 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．
甲
　
乙
(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 _(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)
6. (2024·广州一中)做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验．
(1) 以下给出的器材中，本实验需要用到的有 _.
　　　　　　
　　　　　 A　　　　 B　　　　 C　　　　 D
(2) 下列说法中正确的是 ．
A. 变压器工作时副线圈电流的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12 V
D. 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
(3) 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_ _(填“平均”、“有效”或“最大”)值；某次实验操作，所接电表的读数如图所示(电压表的量程为15 V)，则此时电表读数为_ _V.
(4) 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如表所示．根据测量数据，则N1一定是_ (填“原”或“副”)线圈．
实验次数 1 2 3 4
U1 1.9 2.9 3.8 4.8
U2 4.0 6.0 8.0 10.0实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
核心 目标 1. 通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系．
2. 能制定科学探究实验方案、正确操作实验器材，获得可靠的实验数据，通过分析数据发现规律．
要点梳理
要点1　实验思路
1. 利用教学用可拆变压器进行探究．
2. 控制变量法，保持原线圈电压U1是一定的，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，就能找出它们之间的关系．
要点2　实验器材
多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干．
要点3　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，研究副线圈的匝数n2对副线圈电压U2的影响．
(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U1＝5 V.
(3) 将多用电表分别与副线圈n2＝200、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(4) 将测得的n2、U2记录在表格一中．
表格一　U1＝5 V，n1＝400匝
实验次数 1 2 3
n2/匝
U2/V
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n1对副线圈电压U2的影响．
(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，用导线将多用电表接在副线圈的接线柱上．
(3) 将学生电源的选择开关拨至U1＝5 V挡．
(4) 将学生电源的交流输出接线柱分别与原线圈n1＝400、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(5) 将测得的U2、n1记录在表格二中．
表格二　U1＝5 V，n2＝400匝
实验次数 1 2 3
n1/匝
U2/V
3. 拆除实验线路，整理好实验器材．
先将多用电表从电路中断开，并将多用电表的选择开关置于交流电压最大量程挡或“OFF”位置，然后断开交流电源的开关，拆除电路．
即学即用
1. (2024·东莞外国语学校)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示．
(1) 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．这个探究过程采用的科学探究方法是__A__.
A. 控制变量法 B. 等效替代法
C. 演绎法 D. 理想实验法
(2) 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数__少__(填“多”或“少”).
(3) 实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为__D__．(填字母代号)
A. 原、副线圈上通过的电流发热
B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁
D. 原线圈输入电压发生变化
解析：(1) 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．探究两个变量之间的关系时保持其他变量不变，这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法．故选A.
(2) 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据＝可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少．
(3) 原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，A、B不符合题意；变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，C不符合题意；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，D符合题意．故选D.
考向1　实验原理与操作
1. 原理分析：交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．
2. 操作注意事项
(1) 连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过老师确认．只有这时才能接通电源.
(2) 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，即使这样，通电时也不要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，先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．
(4) 在改变学生电源、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．
(5) 实验结束时，先拆除多用电表，再断开开关，以免烧坏电表．
　(2024·佛山期末)如图所示为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验装置．某同学已将学生电源连接了220 V的交流电源，电压挡调到6 V，将学生电源经开关与可拆变压器左侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连．
(1) 图中已连接了部分电路．现要使接在右侧线圈上的电压表获得低于6 V的电压，请在实验装置图中以笔画线代替导线完成剩余的电路连线．
解析：变压器的原线圈输入电压为6 V，匝数为400，需要副线圈输出电压低于6 V，则副线圈选择200匝，连接电路如图所示
(2) 将更大量程的电压表与变压器右侧线圈上的“0”和“__1 400__”(填“200”、“800”或“1 400”)两接线柱相连，观测到该表示数为20.3 V．若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，则该电压表的示数将__变小__(填“不变”、“变大”、“变小”或“变为0”).
解析：变压器的副线圈若选择800匝，由电压比等于匝数比可得输出电压为12 V，若选择1 400匝，可得输出电压为21 V，而实际电压为20.3 V，则副线圈一定选择的是“0”和 “1 400”两接线柱相连．
若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，就有较多的磁损，互感减弱，副线圈获得的电压变小．
(3) 通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，试指出造成这种结果的主要原因(无需写理由)__有漏磁、铁芯发热、导线发热等__．
解析：变压器副线圈输出电压总比理论值小，可能的原因是有漏磁、铁芯发热、导线发热等．
考向2　数据处理与误差分析
1. 分析实验数据，可得以下结论
(1) 当原线圈电压、原线圈匝数不变时，副线圈电压与副线圈匝数成正比；当原线圈电压、副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成反比．
(2) 原、副线圈的电压之比 等于匝数之比 .
2. 误差分析
实验数据没有严格遵从实验结论所述规律，是因为：
(1) 实验变压器工作时存在多种损耗
①变压器线圈通过电流时会发热．
②铁芯在交变磁场的作用下会发热．
③交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内．
(2) 多用电表的读数存在误差等．
　(2024·广州二中)某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”．
(1) 该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示．
实验序号 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1(V) 副线圈电压U2(V)
1 400 200 4.22 2.10
2 400 800 4.22 8.36
3 400 1600 4.22 16.83
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，__变压器原、副线圈的电压比等于匝数比__．
解析：第一组数据，原、副线圈匝数比为＝＝，原、副线圈电压之比为＝＝，第二组数据，原、副线圈匝数比为＝＝，原、副线圈电压之比为＝＝，第三组数据，原、副线圈匝数比为＝＝，原、副线圈电压之比为＝＝.根据实验数据，得到的结论为：在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比．
(2) 该同学利用(1)问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏．测量此时小灯泡两端的电压约为3.00 V，并不是8.36 V，其原因主要是__副线圈有电阻，副线圈分压__．
解析：由于副线圈存在电阻，即副线圈分压．
(3) 可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成．如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡．第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验．两次均观察到小灯泡由暗变亮．下列说法中正确的是__BC__．
A. 第二次实验中小灯泡更亮些
B. 用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C. 无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
解析：铁芯横条与普通铁块都是导磁材料，铁芯闭合后，减小了漏磁现象，产生的感应电动势增大，小灯泡变亮；变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是减小涡流，提高变压器的效率，用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块由于涡流更容易发热，变压器效率低一些，第一次实验中小灯泡更亮些，A错误，B正确；无论用普通铁块还是用铁芯横条，副线圈中还是交变电流，流经小灯泡的电流均为交变电流，C正确．故选B、C.
考向3　实验拓展创新
本实验的创新有两个视角．
视角一：不改变实验原理，改变实验目的，在原线圈两端电压和匝数一定时，用多用电表测出副线圈两端电压就可以求出副线圈的匝数．
视角二：不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是否是理想变压器．
　有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图所示，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，指针分别对应图中的a、b位置，则A线圈的电阻为__24__ Ω，由此可推断__A__(填“A”或“B”)线圈的匝数较多．
解析：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) 如果把它看作理想变压器，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，请完成实验的步骤填空：
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__绕制__(填“绕制”或“B”)线圈的输出电压U.
④则A线圈的匝数为__n__．(用已知和测得量的符号表示)
解析：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压，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＝，所以nA＝n.
1. (2024·江门期末)如图甲所示，实验室内有一变压器，匝数标记位置模糊不清，但结构和功能是完好的，某同学利用该变压器进行匝数的探究实验，M、N是原线圈的两个接线柱，P、Q是副线圈的两个接线柱．
甲 乙
(1) 实验室有下列器材：A. 变压器、B. 开关、导线若干、C. 0～40 V直流输出电源、D. 0～40 V交流输出电源、E. 多用电表
(2) 选用的电源是__D__(填“C”或“D”).
解析：变压器的原理是电磁感应，需使用交流电源，故选用的电源是0～40 V交流输出电源．故选D.
(3) 为了保证人身安全，所用输入电压不要超过__12 V__(填“12 V”或“40 V”或“220 V”).
解析：人体安全电压为36 V，为了保证人身安全，所用输入电压不要超过12 V．
(4) 该同学将MN端接在所选电源正确位置后，多用电表红、黑表笔接在变压器PQ端测量输出电压UPQ，调节输入电压UMN，得到多组数据．
(5) 作出UMN-UPQ图像，如图乙所示横、纵坐标的截距分别为a、b，则匝数比＝____(用a、b表示)，匝数比的测量值__大于__(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值．
解析：根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系，匝数比为 ＝＝
由于变压器存在漏磁，测得的UPQ偏小，匝数比的测量值大于真实值．
配套新练案
考向1　实验原理与操作
1. (2024·广州仲元中学)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中：
(1) 下列器材需要的有__AC__．
A. 学生电源 B. 干电池组
C. 多用电表 D. 直流电压表
解析：该实验需要学生电源和多用电表，不需要直流电压表和干电池组，故选A、C.
(2) 在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将__减小__(填“增大”、“减小”或“不变”).
解析：根据＝，保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将减小．
(3) 如图所示，当左侧线圈“0”“8”间接入9 V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是 __AB__.
A. 3.8 V B. 4.0 V
C. 5.0 V D. 5.2 V
解析：若为理想变压器，根据＝，当左侧线圈“0”“8”间接入9 V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压应该是4.5 V；考虑到不是理想变压器，有铜损和铁损因素，则副线圈电压小于4.5 V，则可能是A、B.
2. 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、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__甲__，你做出上述判断所依据的物理规律是__法拉第电磁感应定律__．
解析：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__低压交流__电源．
解析：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) 在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于__交流电压__挡，并选用__最大__量程进行试测，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量．
解析：使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用最大量程进行试测．
考向2　数据处理与误差分析
3. (2024·茂名化州期中)如图所示，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上， 如图所示，试回答下列问题：
(1) 线圈应连到学生电源的__交流__(填“直流”或“交流”)输出端上．
解析：线圈应连到学生电源的交流输出端上.
(2) 将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数其余装置不变继续实验，灯泡亮度将__变暗__(填“变亮”或“变暗”)这说明灯泡两端的电压__变小__(填“变大”或“变小”).
解析：将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数其余装置不变，则次级电压会减小，继续实验，灯泡亮度将变暗，这说明灯泡两端的电压变小.
(3) 在实验中，测得变压器原、副线圈的匝数分别为180匝和90匝，原线圈电压为 12 V, 由此可以计算出副线圈电压为__6__V.
解析：在实验中，测得变压器原、副线圈的匝数分别为180匝和90匝，原线圈电压为12 V，由此可以计算出副线圈电压为U2＝U1＝×12 V＝6 V
4. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学利用教学用可拆变压器来进行探究．可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈．
(1) 为了保证实验能够安全进行，下列说法中正确的是__D__．
A. 实验中选取的电源为低压直流电源，电压不超过12 V
B. 因为电源为低压电源，通电时可以用手接触裸露的导线和接线柱
C. 连接好线路后可以先直接接通电路，根据电路的反应来确认电路是否连接正确或者排查电路故障
D. 为了保护交流电压表，测电压时先用最大量程挡试测
解析：实验中选取电源为低压交流电源，A错误；即使电源为低压电源，通电时也不可以用手接触裸露的导线和接线柱，B错误；连接好线路后要检查电路正确连接才可以通电，C错误；为了保护交流电压表，测电压时先用最大量程挡试测，D正确．
(2) 在测量交流电源的电压时，用仪器测量的电压是交流电压的__有效__(填“瞬时”、“有效”或“最大”)值．
解析：交流电压表测量的是交流电压的有效值．
(3) 在该同学的实验报告中，已知电源连接的线圈匝数记录为n1匝，电源电压为U1.我们看到数据表格中某一行缺失的实验数据可能为__B__．
第k次实验 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
3 400 200 8.00
A. 4.00 B. 3.95
C. 4.02
解析：若为理想变压器，则有＝，解得U2＝×8.00 V＝4.00 V，由于实际中变压器有铜损和铁损，变压器副线圈处所测量的电压会小于理论值．故选B.
考向3　实验拓展创新
5. 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．
甲
　
乙
(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__24__ Ω，由此可推断__A__(填“A”或“B”)线圈的匝数较多．
解析：多用电表的选择开关指向欧姆“×1挡”，故A线圈的电阻为24 Ω.由此可推断A的线圈匝数较多．
(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)__见解析__．
A线圈的匝数为nA＝__见解析__．(用所测物理量符号表示)
解析：①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制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和绕制线圈的输出电压U.A线圈的匝数为nA＝n(其他方法，只要合理即可)
6. (2024·广州一中)做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验．
(1) 以下给出的器材中，本实验需要用到的有__BD__.
　　　　　　
　　　　　 A　　　　 B　　　　 C　　　　 D
解析：变压器的工作原理是互感现象，电源应该选用学生电源提供的交流电压，干电池只能提供直流电压．A错误，B正确；直流电压表不能测量交流电压，C错误；教学用变压器，该实验需要，D正确．故选B、D.
(2) 下列说法中正确的是BD．
A. 变压器工作时副线圈电流的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12 V
D. 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
解析：变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈相同，A错误；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，B正确；为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，电压不要超过12 V．而用直流电压变压器不能工作，C错误；由＝可知，匝数少的电流大，则导线应该粗，绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈导线应比原线圈粗一些好，D正确．故选B、D.
(3) 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__有效__(填“平均”、“有效”或“最大”)值；某次实验操作，所接电表的读数如图所示(电压表的量程为15 V)，则此时电表读数为__5.5__V.
解析：由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值．
量程为15 V的电压表分度值为0.5 V，如图所示的电压表读数为5.5 V．
(4) 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如表所示．根据测量数据，则N1一定是__副__(填“原”或“副”)线圈．
实验次数 1 2 3 4
U1 1.9 2.9 3.8 4.8
U2 4.0 6.0 8.0 10.0
解析：由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律有＝＝，由表中数据可知，U1总是小于U2，则N1一定是副线圈．(共56张PPT)
第三章
实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
交变电流
核心 目标 1. 通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系．
2. 能制定科学探究实验方案、正确操作实验器材，获得可靠的实验数据，通过分析数据发现规律．
必备知识 记忆理解
实验思路
要点
1
1. 利用教学用可拆变压器进行探究．
2. 控制变量法，保持原线圈电压U1是一定的，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，就能找出它们之间的关系．
实验器材
要点
2
多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干．
实验步骤
要点
3
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，研究副线圈的匝数n2对副线圈电压U2的影响．
(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U1＝5 V.
(3) 将多用电表分别与副线圈n2＝200、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(4) 将测得的n2、U2记录在表格一中．
表格一　U1＝5 V，n1＝400匝
实验次数 1 2 3
n2/匝
U2/V
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n1对副线圈电压U2的影响．
(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，用导线将多用电表接在副线圈的接线柱上．
(3) 将学生电源的选择开关拨至U1＝5 V挡．
(4) 将学生电源的交流输出接线柱分别与原线圈n1＝400、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(5) 将测得的U2、n1记录在表格二中．
表格二　U1＝5 V，n2＝400匝
实验次数 1 2 3
n1/匝
U2/V
3. 拆除实验线路，整理好实验器材．
先将多用电表从电路中断开，并将多用电表的选择开关置于交流电压最大量程挡或“OFF”位置，然后断开交流电源的开关，拆除电路．
1. (2024·东莞外国语学校)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示．
(1) 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．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
A
解析：(1) 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．探究两个变量之间的关系时保持其他变量不变，这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法．故选A.
(2) 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______(填“多”或“少”).
少
(3) 实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为_____．(填字母代号)
A. 原、副线圈上通过的电流发热
B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁
D. 原线圈输入电压发生变化
D
解析：(3) 原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，A、B不符合题意；变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，C不符合题意；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，D符合题意．故选D.
把握考向 各个击破
实验原理与操作
考向
1
1. 原理分析：交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．
2. 操作注意事项
(1) 连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过老师确认．只有这时才能接通电源.
(2) 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，即使这样，通电时也不要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，先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．
(4) 在改变学生电源、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．
(5) 实验结束时，先拆除多用电表，再断开开关，以免烧坏电表．
(2024·佛山期末)如图所示为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验装置．某同学已将学生电源连接了220 V的交流电源，电压挡调到6 V，将学生电源经开关与可拆变压器左侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连．
(1) 图中已连接了部分电路．现要使接在右侧线圈上的电压表获得低于6 V的电压，请在实验装置图中以笔画线代替导线完成剩余的电路连线．
1
解析：变压器的原线圈输入电压为6 V，匝数为400，需要副线圈输出电压低于6 V，则副线圈选择200匝，连接电路如图所示
(2) 将更大量程的电压表与变压器右侧线圈上的“0”和“_________”(填“200”、“800”或“1 400”)两接线柱相连，观测到该表示数为20.3 V．若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，则该电压表的示数将________(填“不变”、“变大”、“变小”或“变为0”).
1 400
变小
解析：变压器的副线圈若选择800匝，由电压比等于匝数比可得输出电压为12 V，若选择1 400匝，可得输出电压为21 V，而实际电压为20.3 V，则副线圈一定选择的是“0”和 “1 400”两接线柱相连．
若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，就有较多的磁损，互感减弱，副线圈获得的电压变小．
(3) 通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，试指出造成这种结果的主要原因(无需写理由)________________________________.
有漏磁、铁芯发热、导线发热等
解析：变压器副线圈输出电压总比理论值小，可能的原因是有漏磁、铁芯发热、导线发热等．
数据处理与误差分析
考向
2
2. 误差分析
实验数据没有严格遵从实验结论所述规律，是因为：
(1) 实验变压器工作时存在多种损耗
①变压器线圈通过电流时会发热．
②铁芯在交变磁场的作用下会发热．
③交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内．
(2) 多用电表的读数存在误差等．
(2024·广州二中)某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”．
(1) 该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示．
2
变压器原、副线圈的
实验序号 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1(V) 副线圈电压U2(V)
1 400 200 4.22 2.10
2 400 800 4.22 8.36
3 400 1600 4.22 16.83
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，____________________ __________________．
电压比等于匝数比
(2) 该同学利用(1)问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏．测量此时小灯泡两端的电压约为3.00 V，并不是8.36 V，其原因主要是____________________________．
副线圈有电阻，副线圈分压
解析：由于副线圈存在电阻，即副线圈分压．
实验序号 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1(V) 副线圈电压U2(V)
1 400 200 4.22 2.10
2 400 800 4.22 8.36
3 400 1600 4.22 16.83
(3) 可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成．如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡．第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验．两次均观察到小灯泡由暗变亮．下列说法中正确的是______．
A. 第二次实验中小灯泡更亮些
B. 用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容
易发热
C. 无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡
的电流均为交变电流
BC
解析：铁芯横条与普通铁块都是导磁材料，铁芯闭合后，减小了漏磁现象，产生的感应电动势增大，小灯泡变亮；变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是减小涡流，提高变压器的效率，用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块由于涡流更容易发热，变压器效率低一些，第一次实验中小灯泡更亮些，A错误，B正确；无论用普通铁块还是用铁芯横条，副线圈中还是交变电流，流经小灯泡的电流均为交变电流，C正确．故选B、C.
实验拓展创新
考向
3
本实验的创新有两个视角．
视角一：不改变实验原理，改变实验目的，在原线圈两端电压和匝数一定时，用多用电表测出副线圈两端电压就可以求出副线圈的匝数．
视角二：不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是否是理想变压器．
有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图所示，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．
3
解析：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．
(1) 某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图中的a、b位置，则A线圈的电阻为______ Ω，由此可推断_____(填“A”或“B”)线圈的匝数较多．
24
A
(2) 如果把它看作理想变压器，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，请完成实验的步骤填空：
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________(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)
解析：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压，所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压U.
绕制
随堂内化 即时巩固
1. (2024·江门期末)如图甲所示，实验室内有一变压器，匝数标记位置模糊不清，但结构和功能是完好的，某同学利用该变压器进行匝数的探究实验，M、N是原线圈的两个接线柱，P、Q是副线圈的两个接线柱．
(1) 实验室有下列器材：A. 变压器、B. 开关、导线若干、C. 0～40 V直流输出电源、D. 0～40 V交流输出电源、E. 多用电表
(2) 选用的电源是_____(填“C”或“D”).
D
甲
乙
解析：变压器的原理是电磁感应，需使用交流电源，故选用的电源是0～40 V交流输出电源．故选D.
(3) 为了保证人身安全，所用输入电压不要超过________(填“12 V”或“40 V”或“220 V”).
12 V
解析：人体安全电压为36 V，为了保证人身安全，所用输入电压不要超过12 V.
大于
甲
乙
配套新练案
考向1　实验原理与操作
1. (2024·广州仲元中学)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中：
(1) 下列器材需要的有______．
A. 学生电源 B. 干电池组
C. 多用电表 D. 直流电压表
AC
解析：该实验需要学生电源和多用电表，不需要直流电压表和干电池组，故选A、C.
(2) 在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(填“增大”、“减小”或“不变”).
减小
(3) 如图所示，当左侧线圈“0”“8”间接入9 V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是______.
A. 3.8 V B. 4.0 V
C. 5.0 V D. 5.2 V
AB
2. 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、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____________________.
甲
解析：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．
法拉第电磁感应定律
(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．
低压交流
解析：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) 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________量程进行试测，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量．
交流电压
最大
解析：使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用最大量程进行试测．
考向2　数据处理与误差分析
3. (2024·茂名化州期中)如图所示，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上， 如图所示，试回答下列问题：
(1) 线圈应连到学生电源的________(填“直流”或“交流”)输出端上．
解析：线圈应连到学生电源的交流输出端上.
交流
(2) 将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数其余装置不变继续实验，灯泡亮度将________(填“变亮”或“变暗”)这说明灯泡两端的电压________(填“变大”或“变小”).
解析：将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数其余装置不变，则次级电压会减小，继续实验，灯泡亮度将变暗，这说明灯泡两端的电压变小.
变暗
变小
(3) 在实验中，测得变压器原、副线圈的匝数分别为180匝和90匝，原线圈电压为 12 V, 由此可以计算出副线圈电压为_____V.
6
4. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学利用教学用可拆变压器来进行探究．可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈．
(1) 为了保证实验能够安全进行，下列说法中正确的是_____．
A. 实验中选取的电源为低压直流电源，电压不超过12 V
B. 因为电源为低压电源，通电时可以用手接触裸露的导线和接线柱
C. 连接好线路后可以先直接接通电路，根据电路的反应来确认电路是否连接正确或者排查电路故障
D. 为了保护交流电压表，测电压时先用最大量程挡试测
D
解析：实验中选取电源为低压交流电源，A错误；即使电源为低压电源，通电时也不可以用手接触裸露的导线和接线柱，B错误；连接好线路后要检查电路正确连接才可以通电，C错误；为了保护交流电压表，测电压时先用最大量程挡试测，D正确．
(2) 在测量交流电源的电压时，用仪器测量的电压是交流电压的________(填“瞬时”、“有效”或“最大”)值．
有效
解析：交流电压表测量的是交流电压的有效值．
(3) 在该同学的实验报告中，已知电源连接的线圈匝数记录为n1匝，电源电压为U1.我们看到数据表格中某一行缺失的实验数据可能为_____．
第k次实验 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
3 400 200 8.00
A. 4.00 B. 3.95 C. 4.02
B
考向3　实验拓展创新
5. 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．
解析：多用电表的选择开关指向欧姆“×1挡”，故A线圈的电阻为24 Ω.由此可推断A的线圈匝数较多．
甲
乙
(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_____(填“A”或“B”)线圈的匝数较多．
24
A
(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)
甲
乙
见解析
见解析
6. (2024·广州一中)做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验．
(1) 以下给出的器材中，本实验需要用到的有______.
BD
解析：变压器的工作原理是互感现象，电源应该选用学生电源提供的交流电压，干电池只能提供直流电压．A错误，B正确；直流电压表不能测量交流电压，C错误；教学用变压器，该实验需要，D正确．故选B、D.
(2) 下列说法中正确的是________．
A. 变压器工作时副线圈电流的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12 V
D. 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
BD
(3) 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________(填“平均”、“有效”或“最大”)值；某次实验操作，所接电表的读数如图所示(电压表的量程为15 V)，则此时电表读数为_______V.
有效
解析：由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值．
量程为15 V的电压表分度值为0.5 V，如图所示的电压表读数为5.5 V．
5.5
(4) 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如表所示．根据测量数据，则N1一定是______(填“原”或“副”)线圈．
实验次数 1 2 3 4
U1 1.9 2.9 3.8 4.8
U2 4.0 6.0 8.0 10.0
副
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