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第68课时　实验十六：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
[学习目标]　1．会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。2．体会控制变量法，了解实验误差的产生原因。
原理与装置图 实验操作 注意事项
(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。 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，重复上述步骤。 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。
数据 处理 1．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。 2．实验结论：原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比。
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，造成误差使U2略小于U1。 2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差使U2略小于U1。 3．铁芯中有磁损耗，在交变磁场的作用下产生涡流，造成误差使U2略小于U1。 4．多用电表的读数存在偶然误差。
教材原型实验
[典例1]　在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
(1)下列器材中，实验需要的器材是________。(填字母)
A．干电池
B．低压交流电源
C．220 V交流电源
D．条形磁体
E．可拆变压器和导线
F．直流电压表
G．多用电表
(2)关于实验操作，下列说法正确的是______。(填字母)
A．为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V
B．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C．使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量
__________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________ [典例2]　某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个交流变直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台“220 V/6 V”的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。
(1)他不知道如何接线，也没有相应的说明书。你觉得正确的接法是a、d端接________(选填“220 V”或“6 V”)。
(2)这台“220 V/6 V”的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是________匝。
(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数na＝80匝和nb＝160匝的一个变压器重新接在一可调电压的交流电源上，测量结果记录如下，则接电源的是______(选填“na”或“nb”)。
Ua/V 1.80 2.80 3.80
Ub/V 4.00 6.01 8.02
__________________________________________________________________________________________________________________________________________ 拓展创新实验
[典例3]　功放内部的变压器一般为环状，简称环牛。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系(环牛效率极高，可看成理想变压器，其示意图如图所示)。
(1)测量环牛的初级(原)、次级(副)线圈匝数n1、n2的方法是：先在闭合铁芯上紧密缠绕n＝70匝漆包细铜线，并将理想交流电压表V1接在细铜线两端；然后在初级线圈(左侧)上输入有效值为U1＝24.0 V的低压交流电，再将理想交流电压表V2连接在次级线圈(右侧)上，若理想交流电压表V1的示数U＝3.0 V, 理想交流电压表V2的示数U2＝12.0 V，则次级线圈的匝数n2＝________。
(2)若在初级线圈(左侧)上接入电压瞬时值u＝220sin 100πt (V)的电压，则连接在次级线圈(右侧)上的理想交流电压表V2的示数为________ V。
(3)由于变压器工作时有能量损失，实验中测得的原、副线圈的电压比________(选填“大于”“等于”或“小于”)原、副线圈的匝数比。
(4)(多选)导致实验误差的主要原因可能是________。
A．变压器的铁芯漏磁
B．原线圈所加电压小
C．变压器的铁芯产生涡流
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________　(1)实验原理的创新：设计多个副线圈，多重验证。
(2)实验器材的创新：利用功放中环牛的高效率，探究理想变压器的变压比。
[典例4]　(2023·重庆卷)一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。如图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器RP的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源(能输出电压峰值不变、频率可调的交流电)。
(1)闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数________(选填 “变大”“不变”或“变小”)。
(2)保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2 500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图2所示，则线圈L1两端与线圈L2两端的电压比值为________(保留3位有效数字)。
(3)闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1 000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图3可知，当频率为1 000 Hz时，R0两端的电压为________ mV；当频率为50 Hz时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为______ Ω的电阻串联。(均保留3位有效数字)
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________　本题的创新点体现在实验目的上，以研究某变压器的交流电频率对输出电压的影响，替代探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
第68课时　实验十六：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验探究·创新突破
类型1
典例1　解析：(1)“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验，需要学生电源来提供低压交流电，交流电压表来测量电压，同时还需要可拆变压器和导线，故选B、E、G。
(2)实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联进电路中，导致所测数据不准确，且存在人身安全隐患，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。
答案：(1)BEG　(2)A
典例2　解析：(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据PUI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式Rρ知，引线要粗，故a、d端接6 V。
(2)根据变压器工作原理知，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。
(3)理想变压器可忽略变压器的损耗，但是一些小型的变压器不能忽略这些损耗，所以变压器副线圈两端的电压要小于理论值，结合题表中的数据可知接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是nb。
答案：(1)6 V　(2)11 000　(3)nb
类型2
典例3　解析：(1)根据理想变压器变压规律得
解得n1560，n2280。
(2)初级线圈所接交流电压的有效值
U1220 V
根据理想变压器变压规律得
解得U2110 V。
(3)由于变压器工作时有能量损失，导致副线圈电压实际值比理论值小，故实验中测得的原、副线圈的电压比大于原、副线圈的匝数比。
(4)变压器的铁芯漏磁，会造成副线圈电压实际值比理论值小，故A正确；原线圈所加电压小不是导致实验误差的主要原因，故B错误；变压器的铁芯产生涡流，会造成副线圈电压实际值比理论值小，故C正确。故选AC。
答案：(1)280　(2)110　(3)大于　(4)AC
典例4　解析：(1)滑动变阻器RP是分压式接法，闭合S1，滑片P向右滑动后，线圈L1两端的电压增大，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压与滑动前相比，电表的示数变大。
(2)保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为U12 500 mV。由u t图像可得，线圈L2两端的电压为U2 mV，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为≈12.6。
(3)由题图3可知，当频率为1 000 Hz时，R020 Ω对应的电压为270 mV；当频率为50 Hz时，要保证R0两端电压不变，即通过R0的电流不变，可以在题图3上作出电流为13.5 mA的图线，如图所示，该图线与50 Hz的U R图线的交点横坐标为32.0 Ω，即为R0与其串联电阻的总阻值，故串联电阻的阻值为12.0 Ω。
答案：(1)变大　(2)12.6　(3)270　12.0
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第十二章 交变电流 电磁波 传感器
第68课时　实验十六：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
[学习目标]　1．会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。2．体会控制变量法，了解实验误差的产生原因。
实验基础 · 要点通关
原理与装置图
(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。
实验操作
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，重复上述步骤。
注意事项
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。
数据处理 1．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。
2．实验结论：原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数比。
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，造成误差使U2略小于U1。
2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差使U2略小于U1。
3．铁芯中有磁损耗，在交变磁场的作用下产生涡流，造成误差使U2略小于U1。
4．多用电表的读数存在偶然误差。
实验探究 · 创新突破
类型1　教材原型实验
[典例1]　在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
(1)下列器材中，实验需要的器材是________。(填字母)
A．干电池
B．低压交流电源
C．220 V交流电源
BEG
D．条形磁体
E．可拆变压器和导线
F．直流电压表
G．多用电表
(2)关于实验操作，下列说法正确的是______。(填字母)
A．为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V
B．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C．使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量
A
[解析]　(1)“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验，需要学生电源来提供低压交流电，交流电压表来测量电压，同时还需要可拆变压器和导线，故选B、E、G。
(2)实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联进电路中，导致所测数据不准确，且存在人身安全隐患，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。
[典例2]　某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个交流变直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台“220 V/6 V”的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。
(1)他不知道如何接线，也没有相应的说明书。你觉得正确的接法是a、d端接________(选填“220 V”或“6 V”)。
(2)这台“220 V/6 V”的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是________匝。
6 V
11 000
(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数na＝80匝和nb＝160匝的一个变压器重新接在一可调电压的交流电源上，测量结果记录如下，则接电源的是______(选填“na”或“nb”)。
Ua/V 1.80 2.80 3.80
Ub/V 4.00 6.01 8.02
nb
[解析]　(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρ知，引线要粗，故a、d端接6 V。
(2)根据变压器工作原理知＝，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。
(3)理想变压器可忽略变压器的损耗，但是一些小型的变压器不能忽略这些损耗，所以变压器副线圈两端的电压要小于理论值，结合题表中的数据可知接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是nb。
类型2　拓展创新实验
[典例3]　功放内部的变压器一般为环状，简称环牛。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系(环牛效率极高，可看成理想变压器，其示意图如图所示)。
(1)测量环牛的初级(原)、次级(副)线圈匝数n1、n2的方法是：先在闭合铁芯上紧密缠绕n＝70匝漆包细铜线，并将理想交流电压表V1接在细铜线两端；然后在初级线圈(左侧)上输入有效值为U1＝24.0 V的低压交流电，再将理想交流电压表V2连接在次级线圈(右侧)上，若理想交流电压表V1的示数U＝3.0 V，理想交流电压表V2的示数U2＝12.0 V，则次级线圈的匝数n2＝________。
280
(2)若在初级线圈(左侧)上接入电压瞬时值u＝220sin 100πt (V)的电压，则连接在次级线圈(右侧)上的理想交流电压表V2的示数为________ V。
110
(3)由于变压器工作时有能量损失，实验中测得的原、副线圈的电压比________(选填“大于”“等于”或“小于”)原、副线圈的匝数比。
(4)(多选)导致实验误差的主要原因可能是________。
A．变压器的铁芯漏磁
B．原线圈所加电压小
C．变压器的铁芯产生涡流
大于
AC
[解析]　(1)根据理想变压器变压规律得＝＝
解得n1＝560，n2＝280。
(2)初级线圈所接交流电压的有效值
U1＝＝220 V
根据理想变压器变压规律得＝
解得U2＝110 V。
(3)由于变压器工作时有能量损失，导致副线圈电压实际值比理论值小，故实验中测得的原、副线圈的电压比大于原、副线圈的匝数比。
(4)变压器的铁芯漏磁，会造成副线圈电压实际值比理论值小，故A正确；原线圈所加电压小不是导致实验误差的主要原因，故B错误；变压器的铁芯产生涡流，会造成副线圈电压实际值比理论值小，故C正确。故选AC。
创新点解读　(1)实验原理的创新：设计多个副线圈，多重验证。
(2)实验器材的创新：利用功放中环牛的高效率，探究理想变压器的变压比。
[典例4]　(2023·重庆卷)一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。如图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器RP的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流
电源(能输出电压峰值不变、频率可调的交流
电)。
(1)闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数________(选填 “变大”“不变”或“变小”)。
变大
(2)保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2 500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图2所示，则线圈L1两端与线圈L2两端的电压比值为________(保留3位有效数字)。
12.6
(3)闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1 000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为
20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图3可知，当频率为
1 000 Hz时，R0两端的电压为_____ mV；当频
率为50 Hz时，为保持R0两端的电压不变，需
要将R0与一个阻值为_____ Ω的电阻串联。(均
留3位有效数字)
270
12.0
[解析]　(1)滑动变阻器RP是分压式接法，闭合S1，滑片P向右滑动后，线圈L1两端的电压增大，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压与滑动前相比，电表的示数变大。
(2)保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为U1＝2 500 mV。由u-t图像可得，线圈L2两端的电压为U2＝＝ mV，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为＝≈12.6。
(3)由题图3可知，当频率为1 000 Hz时，R0＝20 Ω对应的电压为270 mV；当频率为50 Hz时，要保证R0两端电压不变，即通过R0的电流不变，可以在题图3上作出电流为13.5 mA的图线，如图所示，该图线与50 Hz的U-R图线的交点横坐标为32.0 Ω，即为R0与其串联电阻的总阻值，故串联电阻的阻值为12.0 Ω。
创新点解读　本题的创新点体现在实验目的上，以研究某变压器的交流电频率对输出电压的影响，替代探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
课时数智作业(六十八)　实验十六：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
说明：本试卷共6小题，共38分。
1．(6分)(多选)(1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不必用到的有________。
A　　　 B　　　 　 C　 　　 　D
AC
(2)若在实验中用匝数N1＝400匝和N2＝800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 1 2 3 4
U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40
U2/V 2.00 3.01 4.02 5.02
A．N1一定是原线圈 B．N2一定是原线圈
C．N1可能是副线圈 D．N2可能是副线圈
B
[解析]　(1)该实验要用低压交流电源和多用电表，所以不需要干电池和滑动变阻器。故选AC。
(2)已知N1＝400匝和N2＝800匝，题表中每组数据都可以看出电压之比<＝，由此可知此变压器不是理想变压器，原因是漏磁，从而导致副线圈测量电压小于理论值，故N2一定是原线圈，N1一定是副线圈，故选B。
2．(6分)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。
(1)某同学用一多用电表的同一电阻挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断________(选填“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)。
A
实验步骤见解析
n
[解析]　(1)多用电表选择的是同一挡位，由电阻表的读数规则可知A线圈比B线圈电阻大，由此可推断A线圈的匝数较多。
(2)①用绝缘导线在A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)
3．(6分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：
①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
②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；
③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；
④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。
(1)以上操作的合理顺序是____________。
(2)如图所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；原线圈与副线圈对调后，当＝8 V时，U′2＝32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝
数n1、n2的关系是________。
①③②④
＝
[解析]　(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”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，连上小灯泡；闭合电源开关，用多用电压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。故合理的顺序是①③②④。
(2)两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；当原线圈与副线圈对调后，U′1＝
8 V时，U′2＝32 V，此时U′2对应的线圈匝数为n1，而U′1对应的线圈匝数为n2；由以上数据可得＝。
4．(6分)在“探究变压器原、副线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如下表所示。
实验序号 原线圈两端的电压U1/V 副线圈两端的电压U2/V
1 3.9 8.2 1∶2.1
2 5.9 11.8 1∶2.0
3 7.8 15.2
1∶1.9
(1)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中。
(2)本实验可得出结论：在误差允许的范围内，变压器线圈两端电压
与匝数关系为___________(用题目中给出的字母表示)。
(3)该变压器是__________(选填“升压”或“降压”)变压器。
＝
升压
[解析]　(1)第三组数据为：＝＝。
(2)线圈匝数之比＝＝，结合题表中的数据知，在误差允许的范围内，线圈两端电压与匝数的关系是＝。
(3)从题表中的数据可知副线圈匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器。
5．(8分)(2025·四川绵阳高三诊断)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________(选填“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________(选填“变亮”或“变暗”)，这说明灯泡两端的电压________(选填“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。
交流
变暗
变小
6
[解析]　(1)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，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U2＝U1＝×12 V＝6 V。
6．(6分)某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。
图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表：
实验序号 原线圈匝数n1＝400 原线圈两端电压U1(V) 副线圈匝数n2＝200 副线圈两端电压U2(V) 副线圈匝数n3＝
1 400
副线圈两端电压U3(V)
1 5.8 2.9 20.3
2 8.0 4.0 28.0
3 12.6 6.2 44.1
请回答下列问题：
(1)在图乙中，应将A、B分别与________(选填“a、b”或“c、d”)连接。
(2)根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于________________________。
c、d
原、副线圈的匝数之比
(3)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可移动铁芯取走，副线圈匝数n2＝200，则副线圈两端电压________(填正确答案标号)。
A．一定小于4.0 V
B．一定等于4.0 V
C．一定大于4.0 V
A
[解析]　(1)在探究变压器线圈两端电压与匝数的关系的实验中，原线圈两端应接入交变电流，故应将A、B分别与c、d连接。
(2)根据题表中数据可得，在实验误差允许范围内，＝＝，得出结论：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比。
(3)若把题图丙中的可移动铁芯取走，磁损耗变大，原线圈中磁通量变化率比副线圈磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应定律知，副线圈两端电压一定小于4.0 V，故选A。
谢 谢 ！课时数智作业(六十八)　实验十六：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
说明：本试卷共6小题，共38分。
1．(6分)(多选)(1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不必用到的有________。
A　　　B　　　 　C　 　　　D
(2)若在实验中用匝数N1＝400匝和N2＝800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 1 2 3 4
U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40
U2/V 2.00 3.01 4.02 5.02
A．N1一定是原线圈 B．N2一定是原线圈
C．N1可能是副线圈 D．N2可能是副线圈
2．(6分)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。
(1)某同学用一多用电表的同一电阻挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断________(选填“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)。
3．(6分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：
①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
②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；
③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；
④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。
(1)以上操作的合理顺序是________。
(2)如图所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；原线圈与副线圈对调后，当＝8 V时，U′2＝32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是________。
4．(6分)在“探究变压器原、副线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如下表所示。
实验序号 原线圈两端的电压U1/V 副线圈两端的电压U2/V
1 3.9 8.2 1∶2.1
2 5.9 11.8 1∶2.0
3 7.8 15.2
(1)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中。
(2)本实验可得出结论：在误差允许的范围内，变压器线圈两端电压与匝数关系为________(用题目中给出的字母表示)。
(3)该变压器是________(选填“升压”或“降压”)变压器。
5．(8分)(2025·四川绵阳高三诊断)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________(选填“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________(选填“变亮”或“变暗”)，这说明灯泡两端的电压________(选填“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。
6．(6分)某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。
图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表：
实验序号 原线圈匝数n1＝400 原线圈两端电压U1(V) 副线圈匝数n2＝200 副线圈两端电压U2(V) 副线圈匝数n3＝1 400 副线圈两端电压U3(V)
1 5.8 2.9 20.3
2 8.0 4.0 28.0
3 12.6 6.2 44.1
请回答下列问题：
(1)在图乙中，应将A、B分别与________(选填“a、b”或“c、d”)连接。
(2)根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于________________。
(3)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可移动铁芯取走，副线圈匝数n2＝200，则副线圈两端电压________(填正确答案标号)。
A．一定小于4.0 V
B．一定等于4.0 V
C．一定大于4.0 V
课时数智作业(六十八)
1．解析：(1)该实验要用低压交流电源和多用电表，所以不需要干电池和滑动变阻器。故选AC。
(2)已知N1400匝和N2800匝，题表中每组数据都可以看出电压之比，由此可知此变压器不是理想变压器，原因是漏磁，从而导致副线圈测量电压小于理论值，故N2一定是原线圈，N1一定是副线圈，故选B。
答案：(1)AC　(2)B
2．解析：(1)多用电表选择的是同一挡位，由电阻表的读数规则可知A线圈比B线圈电阻大，由此可推断A线圈的匝数较多。
(2)①用绝缘导线在A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nAn。(其他方法只要合理即可)
答案：(1)A　(2)实验步骤见解析　n
3．解析：(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”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，连上小灯泡；闭合电源开关，用多用电压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。故合理的顺序是①③②④。
(2)两线圈的匝数n11 600，n2400，当将n1作为原线圈时，U116 V，副线圈两端电压U24 V；当原线圈与副线圈对调后，U'18 V时，U'232 V，此时U'2对应的线圈匝数为n1，而U'1对应的线圈匝数为n2；由以上数据可得。
答案：(1)①③②④　(2)
4．解析：(1)第三组数据为：。
(2)线圈匝数之比
。
(3)从题表中的数据可知副线圈匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器。
答案：(1)1∶1.9　(2)　(3)升压
5．解析：(1)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，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U2×12 V6 V。
答案：(1)交流　(2)变暗　变小　(3)6
6．解析：(1)在探究变压器线圈两端电压与匝数的关系的实验中，原线圈两端应接入交变电流，故应将A、B分别与c、d连接。
(2)根据题表中数据可得，在实验误差允许范围内，，得出结论：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比。
(3)若把题图丙中的可移动铁芯取走，磁损耗变大，原线圈中磁通量变化率比副线圈磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应定律知，副线圈两端电压一定小于4.0 V，故选A。
答案：(1)c、d　(2)原、副线圈的匝数之比　(3)A
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