109探究变压器原副线圈电压与匝数关系实验 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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109 探究变压器原副线圈电压与匝数关系实验
一.必备知识
1.实验操作步骤
(1)组装可拆变压器。
(2)按电路图连接电路，注意原线圈一侧接低压交流电源。
(3)原、副线圈各取一定的匝数，闭合开关，用多用电表测出原、副线圈两端的电压，将
数据记入设计的表格。
记录数据的表格如表 1、表 2 所示。
表 1：保持原线圈匝数
n
1不变
n
1
U
1/V
n
2
U
2/V
表 2：保持副线圈匝数
n
2不变
n
1
U
1/V
n
2
U
2/V
(4)保持原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，用多用电表测出原、副线圈两端的
电压，将一系列数据记入设计的表格 1。
(5)保持副线圈的匝数不变，多次改变原线圈的匝数，用多用电表测出原、副线圈两端的
电压，将一系列数据记入设计的表格 2。
(6)先将两个多用电表从电路中断开，然后断开交流电源的开关，拆除电路。
(7)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，整理器材。
2．分析数据，得出结论
原、副线圈上的电压之比近似等于它们的匝数之比。
3．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。
4．实验操作的注意事项
(1)连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过确认。只有这时才能接通电源。
(2)为了保证人身安全，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、接线柱。
(3)为了保证多用电表的安全，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。
(4)先拆除多用电表，再断开开关，以免烧坏电表。
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109 探究变压器原副线圈电压与匝数关系实验
二.典型例题
题型一：减小系统误差的途径
例 1：(2021·浙江 1 月选考节选)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________。
A．平面
abcd
B.平面
abfe
C．平面
abgh
D.平面
aehd
答案　D
解析　变压器的正视图如图，变压器线圈中磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次
定律及右手螺旋定则，产生的涡流所在平面垂直于图示变压器铁芯的正面
aehd
，为了减小涡
流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应平行于平面
aehd
，故选D。
题型二：考查实验原理（器材选择、误差原因及结果）
例 2．(2017·浙江 4 月选考节选)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(交流电压挡)
F．多用电表(交流电流挡)
用匝数
na
＝60 匝和
nb
＝120 匝的变压器，实验测量数据如下表：
U
1/V 1.80 2.80 3.80 4.90
U
2/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
”)。
答案　ACE　
nb
解析　为了完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，根据变压器原理 ，
需要使用交流电源，为了测交流电压，还需要处于交流电压挡的多用电表；为了让变压效果
明显，需要含有闭合铁芯的原副线圈，A、C、E 正确。由于实际变压器有漏磁、铁芯发热等，
所以副线圈两端电压的测量值小于按理想变压器规律计算的值，由表中数据结合＝可知，连
接电源的线圈是
nb
。
三.举一反三，巩固练习
1.　某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
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摘要：

109探究变压器原副线圈电压与匝数关系实验一.必备知识1.实验操作步骤(1)组装可拆变压器。(2)按电路图连接电路，注意原线圈一侧接低压交流电源。(3)原、副线圈各取一定的匝数，闭合开关，用多用电表测出原、副线圈两端的电压，将数据记入设计的表格。记录数据的表格如表1、表2所示。表1：保持原线圈匝数n1不变n1U1/Vn2U2/V表2：保持副线圈匝数n2不变n1U1/Vn2U2/V(4)保持原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，用多用电表测出原、副线圈两端的电压，将一系列数据记入设计的表格1。(5)保持副线圈的匝数不变，多次改变原线圈的匝数，用多用电表测出原、副线圈两端的电压，将一系列数据记入...

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