专题97探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验（解析版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十六章 交变电流、传感器和电磁波
专题 97 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验
第一部分 知识点精讲
一、实验目的
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
二、实验原理
1．实验电路图，如图所示。
2．实验方法采用控制变量法：
(1)n1一定，研究 n2和U2的关系。
(2)n2一定，研究 n1和U2的关系。
三、实验器材
学生电源(低压交流，小于 12 V)1 个、可拆变压器 1个(如图所示)、多用表(交流电压
挡)1 个、导线若干。
四、实验步骤
1．如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。
2．保持原线圈匝数不变，用多用电表电压挡测量原线圈电压，并记录在表格中。
3．改变副线圈匝数，用多用电表分别测量副线圈的电压，把匝数、电压的对应数据记
录在表格中。
4．保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，重复步骤 2、3。
五、数据处理
1．将不同的原、副线圈接入电路测出线圈两端的电压填入下表
原线圈
匝数 n1
副线圈
匝数 n2
原线圈
电压 U1
副线圈
电压 U2
100 300 2 V
100 400 2 V
300 400 4 V
400 400 6 V
400 100 8 V
400 100 4 V
2．由表格数据得出结论
(1)当原线圈匝数不变、输入电压不变时，随着副线圈匝数增加，输出电压增大。进一
步研究可知，副线圈电压与副线圈匝数成正比。
(2)当副线圈匝数不变、输入电压不变时，随着原线圈匝数增加，副线圈输出电压变小。
进一步研究可知，副线圈电压与原线圈匝数成反比。
六、误差分析
1．由于漏磁，通过原、副线圈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(铜损)，造成误差。
3．铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。
4．电表的读数存在误差。
七、注意事项
1．在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，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，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。
第二部分 最新高考题精选
1.（2021 年 1 月浙江选考）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实
验中，可拆变压器如图 4 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 (单选)。
A.平面 abcd B.平面 abfe
C.平面 abgh D.平面 aehd
【参考答案】D
【名师解析】为了减小涡流在铁芯中产生的热量，硅钢片应平行于平面 aehd，
这样可以增大硅钢片的电阻，减小涡流损失，选项 D 正确。
2．（2017 年4月浙江选考）（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与
匝数的关系”的实验，必须要选用的是__________（多选）。
A．有闭合铁芯的原副线圈； B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源； D．直流电源；
E．多用电表（交流电压档） F．多用电表（交流电流档）
用匝数 na=60 匝和 nb=120 匝的变压器，实验测量数据如下表，
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_______（填 na或nb）
【参考答案】(1)ACE nb
【名师解析】(1)变压器的原理是互感现象的应用.是原线圈磁场的变化引起副线
圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源.则副线圈中不会有感应电流
产生.题意为探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系.需要测量电压 J所以需要
一个测电压的仪器，所以需要的器材有A、有闭合铁芯的原副线圈:c 交流电源
E多用电表哎交流电压档;根据题意.电压比与匝数比不相等.可知该变压器为非理
想变压器，考虑到变压器有漏磁铁芯发热、导线发热等影晌判断出 Ub 为原线
圈上电压大小，则判断出: nb接的是电源.
第三部分 最新模拟题精选
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