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(共58张PPT)
实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 实验16　利用传感器制作简单的自动控制装置
目 录
CONTENTS
实验基础必备
教材原型实验
课时跟踪检测
实验基础必备
一、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
原理与器材
1.实验原理
（1）实验电路图（如图所示）：
原理与器材
（2）实验方法采用
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
控制变量法　
操作要领 注意事项
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 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 进行测量。 （2）组装可拆变压器，把两个线圈穿 在 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n1对副线圈电压U2的影响。类比1中（1）（2）操作 1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先 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 ，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，使用交流电压挡测量电压时，先用 挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量
交流电压　
最大量程
铁芯　
断开　
12 V　
最大量程　
实验数据：由实验数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与
原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。
实验结论：在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比等于原、副线圈
的
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；
原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损）造成误差；铁
芯中由于磁场的变化，形成涡流等（铁损）产生误差。因以上情况，使
得＜。
2.多用电表的读数存在误差
匝数比　
二、利用传感器制作简单的自动控制装置
原理装置
1.研究热敏电阻的热敏特性（装置如图甲）。
2.研究光敏电阻的光敏特性（电路如图乙）。
3.传感器原理：将感受到的 （力、温度、光、声等）按照一
定的规律转换成便于传送和处理的 输出
被测量
可用信号　
操作要求
1.研究热敏电阻的热敏特性
（1）将热敏电阻放入水中，测量水温和热敏电阻的阻值。
（2）改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中，并根据数据在R-t图像中描点作图。
2.研究光敏电阻的光敏特性
（1）将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好，其中多用电表置于电阻“ ”挡。
（2）先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值。
（3）打开电源，让小灯泡发光，使灯泡亮度逐渐 ，观察表盘指针显示电阻 的变化情况，并记录。
（4）用手掌（或黑纸）遮光时测量其电阻值
×100　
变亮　
阻值　
注意事项 实验结论
1.在做热敏电阻特性实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。 2.光敏电阻特性实验中，可将光敏电阻放入带盖的纸盒中，并通过盖上的小孔改变射到光敏电阻上的光的强度。 3.多用电表的电阻挡每次换挡后都要重新欧姆调零 1.热敏电阻的阻值随温度的变化发生 。
2.光敏电阻的阻值随光照强度的变化发生变化，光照增强电阻 ，光照减弱电阻
变化　
变小
变大　
教材原型实验
（2026·河北张家口模拟）某同学为“探究变压器原、副线圈电压与
匝数的关系”，他在实验室准备了可拆变压器（如图甲所示）、低压交流
电源、多用电表、开关和导线若干。
（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 （填选项前的字母）。
A. 控制变量法 B. 等效替代法
C. 整体隔离法 D. 理想实验法
A　
解析： 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控
制变量法。故选A。
（2）该同学认真检查电路无误后，其中一次测量电压时选择2.5 V挡位，
多用电表读数如图乙所示，此时电表读数为 V。
2.00　
解析：测量交流电压时选择2.5 V挡位，此时电表读数为U＝2.00 V。
（3）某次实验中线圈N1接“0”“4”，线圈N2接“2”“14”，测得线圈
N1两端的电压U1＝2.30 V，线圈N2两端的电压U2＝7.60 V，分析可
知 （选填“N1”或“N2”）是原线圈。
解析：若某次实验中用匝数n1＝400匝、n2＝1 200匝的变压器，测得线圈N1
两端的电压U1＝2.30 V，线圈N2两端的电压U2＝7.60 V，匝数之比近似等
于电压之比，则有＝，按U1＝2.30 V，解得N2两端的电压U2＝6.90 V
＜7.60 V，结合变压器不是理想的，存在漏磁、发热等原因，则N2一定是
原线圈，N1是副线圈。
N2　
（4）实验发现原、副线圈电压比与匝数比不相等，可能的原因是
。
解析：变压器不是理想的，可能存在漏磁。
有漏
磁　
（2025·河南高考11题）实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利
用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线
如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是 （选填“线
性”或“非线性”）的。
非线性　
解析： 由题图1可知，热敏电阻的阻值随温度非线性变化；
（2）存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a
接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值
后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，
使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头
（选填“a”或“b”）相连接。
a　
解析：根据题图1可知，保温箱内温度升高时热敏电阻阻值减小，电磁铁
线圈中电流增大，由电流大于I0时衔铁与下固定触头b接触，可知在温度较
低时衔铁与上固定触头a接触，加热电阻丝连入电路工作，即加热电阻丝
的c端与触头a相连接；
（3）当保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电
阻箱接入电路的阻值为 Ω。
解析：根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为1×100 Ω＋
3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝130.0 Ω；
130.0　
（4）若要把保温箱的温度设定在100 ℃，则电阻箱接入电路的阻值应
为 Ω。
解析：由（3）可知保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱的阻值为130.0
Ω，50 ℃时热敏电阻的阻值为180 Ω，由闭合电路欧姆定律及题意可知，
＝r＋R磁＋R电阻箱＋R，则保温箱在不同设定温度下，电阻箱与热敏电阻阻
值之和相同，若要把保温箱的温度设定在100 ℃，此时热敏电阻的阻值为
100 Ω，则电阻箱接入电阻的阻值为210.0 Ω。
210.0　
（2026·云南昆明模拟）用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光
控照明电路，傍晚天变黑，校园里的路灯自动亮起；早晨天亮时，路灯自
动熄灭。选用的光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示（照度反应
光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。图乙为校园路灯自动控
制的模拟电路图，用直流电路给电磁铁供电作为控制电路，用220 V交流电
源给路灯供电。
（1）请用笔画线代替导线，正确连接继电器控制电路。
答案： 见解析图
解析：为满足实验要求，控制电路的连接情况如图所示。
（2）当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合。为了
实现根据光照情况控制路灯通断，路灯应接在 接线柱上（填正确选
项前字母）。
A. A、B B. B、C C. A、C
解析：天亮时照度增大，光敏电阻的阻值减小，电磁铁中电流增大，
磁场增强，吸引衔铁向下与C接通，灯熄灭，故灯泡应接在A、B之
间。故选A。
A　
（3）图中直流电源的电动势E＝15 V，内阻忽略不计，电磁铁线圈电阻为
400 Ω，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1（0～100 Ω）、R2（0～1 750
Ω）、R3（0～17 500 Ω），要求天色渐暗照度降低至15 lx时点亮路灯，滑
动变阻器应选择 （选填“R1”或“R2”或“R3”）。
R2　
解析：要求天色渐暗照度降低至15 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值
约为5.6 kΩ，由闭合电路欧姆定律可知，此时的滑动变阻器的阻值约为
1.5 kΩ，故滑动变阻器应选择R2。
（4）使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启。为了使路灯亮得
更及时，应适当地 （选填“增大”或“减小”）滑动变阻器
的电阻。
解析：使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启，说明此时控制电路
的电流较大，总电阻较小，所以为使路灯亮得更及时，应适当地增大滑动
变阻器的电阻。
增大　
（5）小佳同学想利用图乙为自己家院子里的车库设计自动开门装置，当
车灯照到光敏电阻上时，开门电动机启动打开车库的门。开门电动机应连
接在 （选填“A、B”“B、C”或“A、C”）接线柱上。
解析：车灯照到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值减小，控制电路部分的电流增大，此时电动机启动，故将开门电动机连接在“B、C”接线柱上满足题意。
B、C　
课时跟踪检测
1. （2026·湖北武汉模拟）某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的
关系。
1
2
3
4
5
（1）正确组装可拆变压器后，如图a所示，接
入学生电源，选择合适的挡位，应使用多用电
表的 （选填“直流电压”或“交
流电压”）挡测量。
交流电压　
解析：变压器原、副线圈上都是交流电，则应使用多用电表的交流电压挡测量。
（2）保持原线圈输入的电压一定，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈
上的电压，数据如下表所示。
组别 原线圈 匝数n1 副线圈 匝数n2 原线圏电 压U1/V 副线圏电 压U2/V
1 300 60 6.2 0.9 6.89
2 300 120 6.2 2.1 2.95
3 300 180 6.2 3.3 1.88
4 600 180 6.2 1.5 4.13
1
2
3
4
5
分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时，
副线圈匝数越多， ；分析第3、4组数据，大致可
得出结论：原线圈电压和副线圈匝数不变时，原线圈匝数越少，副线
圈电压越高。
解析：分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时，副线圈匝数越多，副线圈电压越高。
副线圈电压越高　
1
2
3
4
5
（3）进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能
是 。
解析：进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗。
变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗
1
2
3
4
5
（4）该同学找到了一只标有“220 V/9 V”的变压器，其上有a、b、c、d
四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗，如图b所示。使用时，应该把引
线 （选填“a、b”或“c、d”）接交流“220 V”。
解析：由于电压越低，则电流越大，导线越粗，单位长度电阻越小，为了减少引线上电能损耗，应该把引线c、d接交流“220 V”。
c、d　
1
2
3
4
5
2. （2026·江苏宿迁期中）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，可拆变压器如图所示。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电
压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是 （填
正确选项前字母）。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法
A　
解析：本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。故选A。
1
2
3
4
5
（2）为了减小涡流的影响，铁芯应该选择 （填正确选项前字母）。
A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯
C. 彼此绝缘的硅钢片叠成 D. 彼此绝缘的铜片叠成
C　
解析：为了减小涡流的影响，铁芯应该选择彼此绝缘的硅钢片叠成。故
选C。
1
2
3
4
5
（3）本实验除有闭合铁芯的原、副线圈外，还须选用的器材是
（填正确器材下方字母）。
AD　
解析：本实验原线圈需要连接低压交流电源，需要测副线圈的输出电
压，需要交流电压表，所以需要选用的器材是学生电源和多用电表。
故选A、D。
1
2
3
4
5
（4）下列做法正确的是 （填正确选项前字母）。
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12 V
B. 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
C. 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多
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
B　
1
2
3
4
5
解析：变压器对交流有作用，对直流无作用，为了人身安全，只能使用低
压交流电源，且电压不要超过12 V，故A错误；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
选用适当的挡位进行测量，故B正确；根据变压器原、副线圈的规律有n1I1
＝n2I2，可知匝数多，其电流相对较小；导线粗的线圈电阻小，对应较大
电流，其匝数就少，故C错误；变压器开始正常工作后，铁芯并不导电，
通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故D错误。
1
2
3
4
5
3. （2025·云南高考12题）基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小
组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt 1000 型号铂电
阻、电源E（电动势5 V，内阻不计）、电流表A1（量程100 μA，内阻4.5
kΩ）、电流表A2（量程500 μA，内阻约1 kΩ）、定值电阻R1（阻值15
kΩ）、定值电阻R2（阻值1.5 kΩ）、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt 1000 型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图a所示。
1
2
3
4
5
完成下列填空：
（1）由图a可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值
增加 Ω；
3.85　
解析：由图a可知，0 ℃时R0＝1.000×103 Ω，100 ℃时R100＝1.385×103 Ω，故温度每升高1 ℃，铂电阻的阻值增加量为ΔR＝×1 ℃＝3.85 Ω；
1
2
3
4
5
（2）兴趣小组设计了如图b所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，
能准确测出铂电阻阻值的是 （选填“甲”或“乙”），保护电阻R
应选 （选填“R1”或“R2”）；
乙　
R1　
1
2
3
4
5
解析：由于电流表A2内阻未知，而电流表A1内阻已知，电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压，由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流，故能准确测出铂电阻阻值的是图b中乙电路；铂电阻工作电流范围为0.1～0.3 mA，电源电动势5 V，故电路中的总电阻范围应为～50 kΩ，故保护电阻选R1；
1
2
3
4
5
（3）用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2
示数为295 μA，A1示数如图c所示，该示数为 μA，则所测温度
为 ℃（计算结果保留2位有效数字）。
62.0　
51　
1
2
3
4
5
解析：图c中A1量程100 μA，分度值1 μA，要往下估读一位，故图c的示数为62.0 μA；图b乙电路中，A1与Rt并联后再与A2串联，根据串并联电路特点有I1rA1＝（I2－I1）Rt，其中rA1＝4.5 kΩ，I2＝295 μA，I1＝62.0 μA，解得Rt＝ Ω＝1.197×103 Ω，又Rt＝1 000＋3.85t （Ω），当Rt＝1 197 Ω时，t＝ ℃＝51 ℃。
1
2
3
4
5
4. （2025·浙江1月选考14-Ⅲ题）某同学研究半导体热敏电阻（其室温电阻
约为几百欧姆）Rt的阻值随温度变化的规律，设计了如图所示电路。器材
有：电源E（4.5 V，0.5 Ω），电压表（3 V，50 kΩ），滑动变阻器R
（A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”），电阻箱R1（0～99 999.9 Ω），
开关、导线若干。
1
2
3
4
5
（1）要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选 （选
填“A”或“B”）。
A　
解析：要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的A；
1
2
3
4
5
（2）正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1；
②开关S2接a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V，再将开关S2切换到
b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1
＝20 ℃。则温度t1下Rt＝ Ω（保留3位有效数字）；
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温
度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
157　
1
2
3
4
5
解析： S2接a时电压表测量电阻箱与Rt两端的总电压U0，S2切换到b时电阻箱与Rt两端的总电压不变，电压表测量电阻箱两端电压，由欧姆定律可知Rt＝，代入数据解得温度t1下Rt≈157 Ω；
1
2
3
4
5
（3）请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻
Rt的简要方案。
答案：见解析
解析：滑片P位置保持不变，先让S2接a，此时使R1示数为0，电压表读数为
U，然后S2接b，调节电阻箱R1使电压表读数为，此时R1的示数为R10，热
敏电阻Rt的阻值为R10。
1
2
3
4
5
5. （2025·重庆渝中区二模）磁敏电阻
是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻
元件。物质在磁场中电阻发生变化的现
象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安
法测量一磁敏电阻RM的阻值（约几千
欧）随磁感应强度的变化关系。
所用器材：电源E（6 V）、滑动变阻器
R（最大阻值为20 Ω），电压表（量程
为0～3 V，内阻为2 kΩ）和毫
安表（量程为0～3 mA，内阻
不计）。定值电阻R0＝1 kΩ、
开关、导线若干。
1
2
3
4
5
（1）为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路
图甲，请用笔代替导线在图乙中将实物连线补充完整。
答案：见解析图　
1
2
3
4
5
解析：根据电路图甲，在乙图中补充实物连线图如下。
1
2
3
4
5
（2）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为 V，
电流表读数为0.5 mA，则此时磁敏电阻的阻值为 Ω。
1.30　
3 900或3.9×103　
解析：电压表的最小刻度值为0.1 V，如题图丙所示，电压表的读数为1.30
V，根据串联电路电压与电阻成正比的关系，磁敏电阻两端的电压为×＝1.95 V，电流表读数为0.5 mA，故此时磁敏电阻的
阻值为R＝ Ω＝3 900 Ω。
1
2
3
4
5
（3）实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所
示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所
示。图中E为直流电源（电动势为6.0 V，内阻可忽略），当图中的输出电
压达到或超过2.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报
警时磁感应强度为0.2 T，则图中 （选填“R1”或“R2”）应使用磁
敏电阻，另一固定电阻的阻值应为 kΩ（保留2位有效数字）。
R2　
2.8　
1
2
3
4
5
解析：根据闭合电路的欧姆定律可得输出电压为U＝
要求输出电压达到或超过2.0 V时报警，即要求磁感应强度增大时，电阻的
阻值增大，从而需要输出电压增大，故需要R2的阻值增大才能实现此功
能，故R2为磁敏电阻；
开始报警时磁感应强度为0.2 T，此时R2＝1.4 kΩ
电压U＝2.0 V
根据电路关系，有＝
解得另一固定电阻的阻值应为R1＝2.8 kΩ。
1
2
3
4
5
THANKS
演示完毕 感谢观看实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验16　利用传感器制作简单的自动控制装置
实验基础必备
一、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
原理与器材 操作要领 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　　　　　 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　　　　　　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　　　　　　进行测量。 （2）组装可拆变压器，把两个线圈穿在　　　　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n1对副线圈电压U2的影响。类比1中（1）（2）操作 1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先　　　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　　　　，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，使用交流电压挡测量电压时，先用　　　　　　挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量
实验数据：由实验数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。 实验结论：在误差允许的范围内，原、副线圈的电压比等于原、副线圈的　　　
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；原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损）造成误差；铁芯中由于磁场的变化，形成涡流等（铁损）产生误差。因以上情况，使得＜。 2.多用电表的读数存在误差
二、利用传感器制作简单的自动控制装置
原理装置 操作要求
1.研究热敏电阻的热敏特性（装置如图甲）。 2.研究光敏电阻的光敏特性（电路如图乙）。 3.传感器原理：将感受到的　　　（力、温度、光、声等）按照一定的规律转换成便于传送和处理的　　　　　输出 1.研究热敏电阻的热敏特性 （1）将热敏电阻放入水中，测量水温和热敏电阻的阻值。 （2）改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中，并根据数据在R-t图像中描点作图。 2.研究光敏电阻的光敏特性 （1）将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好，其中多用电表置于电阻“　　　　”挡。 （2）先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值。 （3）打开电源，让小灯泡发光，使灯泡亮度逐渐　　　　，观察表盘指针显示电阻　　　　的变化情况，并记录。 （4）用手掌（或黑纸）遮光时测量其电阻值
注意事项 实验结论
1.在做热敏电阻特性实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。 2.光敏电阻特性实验中，可将光敏电阻放入带盖的纸盒中，并通过盖上的小孔改变射到光敏电阻上的光的强度。 3.多用电表的电阻挡每次换挡后都要重新欧姆调零 1.热敏电阻的阻值随温度的变化发生　　　　　　　。 2.光敏电阻的阻值随光照强度的变化发生变化，光照增强电阻　　　　，光照减弱电阻　　　　
教材原型实验
（2026·河北张家口模拟）某同学为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”，他在实验室准备了可拆变压器（如图甲所示）、低压交流电源、多用电表、开关和导线若干。
（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　　　　（填选项前的字母）。
A.控制变量法　　　　B.等效替代法
C.整体隔离法 D.理想实验法
（2）该同学认真检查电路无误后，其中一次测量电压时选择2.5 V挡位，多用电表读数如图乙所示，此时电表读数为　　　　 V。
（3）某次实验中线圈N1接“0”“4”，线圈N2接“2”“14”，测得线圈N1两端的电压U1＝2.30 V，线圈N2两端的电压U2＝7.60 V，分析可知　　　　 （选填“N1”或“N2”）是原线圈。
（4）实验发现原、副线圈电压比与匝数比不相等，可能的原因是　　　　　 。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2025·河南高考11题）实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题：
（1）图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是　　　　（选填“线性”或“非线性”）的。
（2）存在一个电流值I0，若电磁铁线圈的电流小于I0，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于I0，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头　　　　　（选填“a”或“b”）相连接。
（3）当保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为　　　　 Ω。
（4）若要把保温箱的温度设定在100 ℃，则电阻箱接入电路的阻值应为　　　　 Ω。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2026·云南昆明模拟）用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路，傍晚天变黑，校园里的路灯自动亮起；早晨天亮时，路灯自动熄灭。选用的光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示（照度反应光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。图乙为校园路灯自动控制的模拟电路图，用直流电路给电磁铁供电作为控制电路，用220 V交流电源给路灯供电。
（1）请用笔画线代替导线，正确连接继电器控制电路。
（2）当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合。为了实现根据光照情况控制路灯通断，路灯应接在　　　　接线柱上（填正确选项前字母）。
A.A、B　　　　B.B、C　　　　C.A、C
（3）图中直流电源的电动势E＝15 V，内阻忽略不计，电磁铁线圈电阻为400 Ω，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1（0～100 Ω）、R2（0～1 750 Ω）、R3（0～17 500 Ω），要求天色渐暗照度降低至15 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择　　　　（选填“R1”“R2”或“R3”）。
（4）使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启。为了使路灯亮得更及时，应适当地　　　　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。
（5）小佳同学想利用图乙为自己家院子里的车库设计自动开门装置，当车灯照到光敏电阻上时，开门电动机启动打开车库的门。开门电动机应连接在　　　　（选填“A、B”“B、C”或“A、C”）接线柱上。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验16　利用传感器制作简单的自动控制装置
实验基础必备
一、控制变量法　交流电压　最大量程　铁芯　断开　12 V　最大量程　匝数比
二、被测量　可用信号　×100　变亮　阻值　变化　变小　变大
教材原型实验
【典例1】　（1）A　（2）2.00　（3）N2　（4）有漏磁
解析：（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控制变量法。故选A。
（2）测量交流电压时选择2.5 V挡位，此时电表读数为U＝2.00 V。
（3）若某次实验中用匝数n1＝400匝、n2＝1 200匝的变压器，测得线圈N1两端的电压U1＝2.30 V，线圈N2两端的电压U2＝7.60 V，匝数之比近似等于电压之比，则有＝，按U1＝2.30 V，解得N2两端的电压U2＝6.90 V＜7.60 V，结合变压器不是理想的，存在漏磁、发热等原因，则N2一定是原线圈，N1是副线圈。
（4）变压器不是理想的，可能存在漏磁。
【典例2】　（1）非线性　（2）a　（3）130.0　（4）210.0
解析：（1）由题图1可知，热敏电阻的阻值随温度非线性变化；
（2）根据题图1可知，保温箱内温度升高时热敏电阻阻值减小，电磁铁线圈中电流增大，由电流大于I0时衔铁与下固定触头b接触，可知在温度较低时衔铁与上固定触头a接触，加热电阻丝连入电路工作，即加热电阻丝的c端与触头a相连接；
（3）根据电阻箱的读数规则可知，电阻箱接入电路的阻值为1×100 Ω＋3×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝130.0 Ω；
（4）由（3）可知保温箱的温度设定在50 ℃时，电阻箱的阻值为130.0 Ω，50 ℃时热敏电阻的阻值为180 Ω，由闭合电路欧姆定律及题意可知，＝r＋R磁＋R电阻箱＋R，则保温箱在不同设定温度下，电阻箱与热敏电阻阻值之和相同，若要把保温箱的温度设定在100 ℃，此时热敏电阻的阻值为100 Ω，则电阻箱接入电阻的阻值为210.0 Ω。
【典例3】　（1）见解析图　（2）A　（3）R2　（4）增大
（5）B、C
解析：（1）为满足实验要求，控制电路的连接情况如图所示。
（2）天亮时照度增大，光敏电阻的阻值减小，电磁铁中电流增大，磁场增强，吸引衔铁向下与C接通，灯熄灭，故灯泡应接在A、B之间。故选A。
（3）要求天色渐暗照度降低至15 lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值约为5.6 kΩ，由闭合电路欧姆定律可知，此时的滑动变阻器的阻值约为1.5 kΩ，故滑动变阻器应选择R2。
（4）使用过程中发现天色比较暗了，路灯还未开启，说明此时控制电路的电流较大，总电阻较小，所以为使路灯亮得更及时，应适当地增大滑动变阻器的电阻。
（5）车灯照到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值减小，控制电路部分的电流增大，此时电动机启动，故将开门电动机连接在“B、C”接线柱上满足题意。
1 / 1实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验16　利用传感器制作简单的自动控制装置
1.（2026·湖北武汉模拟）某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
（1）正确组装可拆变压器后，如图a所示，接入学生电源，选择合适的挡位，应使用多用电表的　　　　（选填“直流电压”或“交流电压”）挡测量。
（2）保持原线圈输入的电压一定，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，数据如下表所示。
组别 原线圈 匝数n1 副线圈 匝数n2 原线圏电 压U1/V 副线圏电 压U2/V
1 300 60 6.2 0.9 6.89
2 300 120 6.2 2.1 2.95
3 300 180 6.2 3.3 1.88
4 600 180 6.2 1.5 4.13
分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时，副线圈匝数越多，　　　　　　
　　　　　　；分析第3、4组数据，大致可得出结论：原线圈电压和副线圈匝数不变时，原线圈匝数越少，副线圈电压越高。
（3）进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是　　　　　　　。
（4）该同学找到了一只标有“220 V/9 V”的变压器，其上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗，如图b所示。使用时，应该把引线　　　　（选填“a、b”或“c、d”）接交流“220 V”。
2.（2026·江苏宿迁期中）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，可拆变压器如图所示。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是　　　　（填正确选项前字母）。
A.控制变量法 B.等效替代法
C.整体隔离法
（2）为了减小涡流的影响，铁芯应该选择　　　　 （填正确选项前字母）。
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.彼此绝缘的硅钢片叠成
D.彼此绝缘的铜片叠成
（3）本实验除有闭合铁芯的原、副线圈外，还须选用的器材是　　　　（填正确器材下方字母）。
（4）下列做法正确的是　　　　（填正确选项前字母）。
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12 V
B.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
C.观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多
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.（2025·云南高考12题）基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt 1000 型号铂电阻、电源E（电动势5 V，内阻不计）、电流表A1（量程100 μA，内阻4.5 kΩ）、电流表A2（量程500 μA，内阻约1 kΩ）、定值电阻R1（阻值15 kΩ）、定值电阻R2（阻值1.5 kΩ）、开关S和导线若干。
查阅技术手册可知，Pt 1000 型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3 mA之间，在0～100 ℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图a所示。
完成下列填空：
（1）由图a可知，在0～100 ℃范围内，温度每升高1 ℃，该铂电阻的阻值增加　　　　 Ω；
（2）兴趣小组设计了如图b所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是　　　　（选填“甲”或“乙”），保护电阻R应选　　　　（选填“R1”或“R2”）；
（3）用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295 μA，A1示数如图c所示，该示数为　　　　 μA，则所测温度为　　　　℃（计算结果保留2位有效数字）。
4.（2025·浙江1月选考14-Ⅲ题）某同学研究半导体热敏电阻（其室温电阻约为几百欧姆）Rt的阻值随温度变化的规律，设计了如图所示电路。器材有：电源E（4.5 V，0.5 Ω），电压表（3 V，50 kΩ），滑动变阻器R（A：“0～10 Ω”或B：“0～100 Ω”），电阻箱R1（0～99 999.9 Ω），开关、导线若干。
（1）要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，滑动变阻器选　　　　（选填“A”或“B”）。
（2）正确连线，实验操作如下：
①滑动变阻器滑片P移到最左端，电阻箱调至合适阻值，合上开关S1；
②开关S2接a，调节滑片P使电压表示数为U0＝2.50 V，再将开关S2切换到b，电阻箱调至R1＝200.0 Ω，记录电压表示数U1＝1.40 V、调温箱温度t1＝20 ℃。则温度t1下Rt＝　　　　 Ω（保留3位有效数字）；
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变，升高调温箱温度，记录调温箱温度和相应电压表示数，得到不同温度下Rt的阻值。
（3）请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变，给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
5.（2025·重庆渝中区二模）磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻RM的阻值（约几千欧）随磁感应强度的变化关系。
所用器材：电源E（6 V）、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω），电压表（量程为0～3 V，内阻为2 kΩ）和毫安表（量程为0～3 mA，内阻不计）。定值电阻R0＝1 kΩ、开关、导线若干。
（1）为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在图乙中将实物连线补充完整。
（2）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为　　　　 V，电流表读数为0.5 mA，则此时磁敏电阻的阻值为　　　　 Ω。
（3）实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0 V，内阻可忽略），当图中的输出电压达到或超过2.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2 T，则图中　　　　（选填“R1”或“R2”）应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为　　　　 kΩ（保留2位有效数字）。
实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验16　利用传感器制作简单的自动控制装置
1.（1）交流电压　（2）副线圈电压越高　（3）变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗　（4）c、d
解析：（1）变压器原、副线圈上都是交流电，则应使用多用电表的交流电压挡测量。
（2）分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时，副线圈匝数越多，副线圈电压越高。
（3）进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗。
（4）由于电压越低，则电流越大，导线越粗，单位长度电阻越小，为了减少引线上电能损耗，应该把引线c、d接交流“220 V”。
2.（1）A　（2）C　（3）AD　（4）B
解析：（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。故选A。
（2）为了减小涡流的影响，铁芯应该选择彼此绝缘的硅钢片叠成。故选C。
（3）本实验原线圈需要连接低压交流电源，需要测副线圈的输出电压，需要交流电压表，所以需要选用的器材是学生电源和多用电表。故选A、D。
（4）变压器对交流有作用，对直流无作用，为了人身安全，只能使用低压交流电源，且电压不要超过12 V，故A错误；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用适当的挡位进行测量，故B正确；根据变压器原、副线圈的规律有n1I1＝n2I2，可知匝数多，其电流相对较小；导线粗的线圈电阻小，对应较大电流，其匝数就少，故C错误；变压器开始正常工作后，铁芯并不导电，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故D错误。
3.（1）3.85　（2）乙　R1　（3）62.0　51
解析：（1）由图a可知，0 ℃时R0＝1.000×103 Ω，100 ℃时R100＝1.385×103 Ω，故温度每升高1 ℃，铂电阻的阻值增加量为ΔR＝×1 ℃＝3.85 Ω；
（2）由于电流表A2内阻未知，而电流表A1内阻已知，电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压，由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流，故能准确测出铂电阻阻值的是图b中乙电路；铂电阻工作电流范围为0.1～0.3 mA，电源电动势5 V，故电路中的总电阻范围应为～50 kΩ，故保护电阻选R1；
（3）图c中A1量程100 μA，分度值1 μA，要往下估读一位，故图c的示数为62.0 μA；图b乙电路中，A1与Rt并联后再与A2串联，根据串并联电路特点有I1rA1＝（I2－I1）Rt，其中rA1＝4.5 kΩ，I2＝295 μA，I1＝62.0 μA，解得Rt＝ Ω＝1.197×103 Ω，又Rt＝1 000＋3.85t （Ω），当Rt＝1 197 Ω时，t＝ ℃＝51 ℃。
4.（1）A　（2）②157　（3）见解析
解析：（1）要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的A；
（2）S2接a时电压表测量电阻箱与Rt两端的总电压U0，S2切换到b时电阻箱与Rt两端的总电压不变，电压表测量电阻箱两端电压，由欧姆定律可知Rt＝，代入数据解得温度t1下Rt≈157 Ω；
（3）滑片P位置保持不变，先让S2接a，此时使R1示数为0，电压表读数为U，然后S2接b，调节电阻箱R1使电压表读数为，此时R1的示数为R10，热敏电阻Rt的阻值为R10。
5.（1）见解析图　（2）1.30　3 900或3.9×103　（3）R2　2.8
解析：（1）根据电路图甲，在乙图中补充实物连线图如下。
（2）电压表的最小刻度值为0.1 V，如题图丙所示，电压表的读数为1.30 V，根据串联电路电压与电阻成正比的关系，磁敏电阻两端的电压为×＝1.95 V，电流表读数为0.5 mA，故此时磁敏电阻的阻值为R＝ Ω＝3 900 Ω。
（3）根据闭合电路的欧姆定律可得输出电压为U＝
要求输出电压达到或超过2.0 V时报警，即要求磁感应强度增大时，电阻的阻值增大，从而需要输出电压增大，故需要R2的阻值增大才能实现此功能，故R2为磁敏电阻；
开始报警时磁感应强度为0.2 T，此时R2＝1.4 kΩ
电压U＝2.0 V
根据电路关系，有＝
解得另一固定电阻的阻值应为R1＝2.8 kΩ。
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