探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
2021年高中物理选修二第三章《交变电流》经典练习(答案解析)(3)
一、选择题1．如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与电感线圈、电容器和电阻串联后接在同一交流电源上，供电电压瞬时值为u1=U m sinω1t，此时三只灯泡亮度相同。
现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2=U m sinω2t，ω2=12ω1，U m保持不变，则改换电源后（）A．L1灯比原来暗B．L2灯比原来暗C．L3灯比原来暗D．L1、L2、L3三灯亮度仍然相同2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1：n2=3∶1，正弦交流电压有效值为U0恒定，电路中四个电阻R1=R2=R3=R4，理想电压表示数为U，则下列说法正确的是（）A．R1与R2的电流之比为1∶1B．R1与R2的电压之比为3∶1C．R1与R2的功率之比为1∶3D．R1与R2的功率之比为1∶93．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R。
开始时，开关S断开。
当开关S接通时，以下说法中不正确的是（）A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大4．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。
若接在220V，60Hz的交变电压两端，则（）A．三只灯泡亮度不变B．三只灯泡都将变亮C．a亮度不变，b变亮，c变暗D．a亮度不变，b变暗，c变亮5．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L1和L2，当原线圈a、b端输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则（）A．原、副线面的匝数之比为7：1 B．原、副线圈的匝数之比为6：1C．此时灯泡L1和L2的功率之比为7：1 D．此时灯泡L1和L2的功率之比为6：1 6．如图甲所示，手摇发电机在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，外接一电阻R和一个理想交流电流表。
2020-2021学年物理粤教版选修3-2教案：第二章第06节-变压器-【含答案】
《变压器》教案一、设计思路指导思想：变压器的工作原理是本章的重点内容，是高考命题率较高的知识点。
本节通过实验探究来说明这一观点。
在教学过程建立理想化模型——理想变压器，利用分组实验探究从而推出变压器变压规律，抓住能量守衡使学生展开讨论，推出电流与匝数关系，培养学生的表达能力和逻辑思维能力，教学联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。
设计理念：本节课的设计主要突出三案六环节理念，强调把课堂还给学生，提高学习效率。
学生在教师的组织协调下，分析、思考、小组讨论和实验探究，归纳总结规律，促进了学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考；通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。
教材分析：1、变压器是用来改变交变电流电压的．变压器不能改变恒定电流的电压．互感现象是变压器工作的基础．让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象．这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的．因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关．这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了．2、在分析变压器的原理时，一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”变压器的工作原理的内容．变压器是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量．要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式．3、教材要求学生探究实验得出变压器的变压规律，做好探究性实验是本节教学的关键。
是突破本节课教学难点和重点的关键。
为了培养学生根据实验研究物理规律的能力，采用分组实验得出变压器的输入、输出电压及原、副线圈匝数的关系。
4、学习几种常用的变压器，不仅增加了生产知识，还可提高学生分析、应用能力。
2021第11章实验15探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验十五探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系|出实验储备•自主回顾1.实验目的探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系2.实验原理(1)变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的。
电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈就存在输出电压。
(2)本实验通过与副线圈相连接的多用电表，观察原线圈电压变化时，畐懺圈的输出电压的变化；通过改变原、畐U线圈匝数，探究原、畐懺圈的电压比与匝数比的关系。
(3)用控制变量法研究。
3.实验器材可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)，多用电表，低压交流电源等。
4.实验步骤n2,研究(1)保持原线圈的匝数nι和电压U i不变，改变副线圈的匝数副线圈电压U2的影响表格一 U i = 5 V，nι= 400 匝①选择n i = 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②将选择开关调至使原线圈两端电压为 5V。
③将多用电表与副线圈n2 = 200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2 0④将n2、U2的数值记录在表格一中。
⑤保持nι= 400匝，U i = 5 V不变，将多用电表与副线圈 n2 = 800匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压 U2。
⑥将n2、U2的数值记录在表格一中。
⑦保持n i = 400匝，U i = 5 V不变。
将多用电表与副线圈 n2= 1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压 U2。
⑧将n2、U2的数值记录在表格一中。
(2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U i不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。
表格二 U i = 5 V，n2= 400 匝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，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。
③将选择开关拨至5 V挡。
④将多用电压与副线圈n i = 200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2。
变压器电压与匝数的关系公式
变压器电压与匝数的关系公式
变压器电压与匝数的关系：
1、电压之比：变压器电压之比就是主线绕组匝数与副线绕组匝数之比，一般用N/n表示，其中N表示主线绕组匝数，n表示副线绕组匝数。
2、关系式：由Kirchhoff电压定律可以知道：变压器的输出电压和输
入电压之比与匝数之比成正比，公式如下：
输出电压/输入电压= N/n
3、容易理解：当副线绕组匝数为负时，意味着这里存在变压器讯源反转；此时输出电压与输入电压的电压比为N/（-n），也就是N/-n，但
按关系式N/n表达，因此当满足输出电压/输入电压= N/-n时，其实在
公式上是N/n，由于两边同时乘上-1，则原式中的N/-n会变成-N/n，从
而故式还是N/n。
4、应用：一般，变压器的线圈的匝数一般为正，所以输出电压与输入
电压的电压比即N/n，可以根据关系式进行计算，以间接得到变压器的输出电压。
探究变压器两端的电压与匝数的关系
实验原理(1)法拉第电磁感应定律当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中的感应电动势e感的大小和穿过回路的磁通量的变化率成正比，即，这就是法拉第电磁感应定律。
说明：①磁通量增加时，△ø／△t>0，e感为负，即感应电流产生的磁场和原磁场方向相反；当磁通量减少时，△ø／△<0，e感为正，即感应电流产生的磁场和原磁场方向相同。
②中学阶段，物理量的大小和方向常常是分开讨论的。
e感=n△／出仅反映了它的大小，其方向由楞次定律或右手定则来确定。
③感应电动势和磁通量的变化率成正比，不是和磁通量的多少成正比。
例如，有一个线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈平面转到和磁场垂直时，即线圈内磁通量达到最大，它的变化率却为零，这时感应电动势为零；而当线圈转到和磁场平行时，即穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率却达到最大，这时产生的感应电动势达到最大。
(2)变压器原理变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
如下图所示：一个线圈与交流电源连接，叫做原线圈，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫做副线圈，也叫次级线圈。
电磁感应是变压器工作的基础，电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小，方向在不断地变化，铁芯中的磁场也在不断变化。
变化的磁场在副线圈中产生变化的磁通量，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出感应电压。
原、副线圈匝数不同，副线圈输出的电压与原线圈中的电压也不同，根据法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈中的电压比与匝数比的关系为。
实验结论：（1）在表3－1中变压器起作用，因此它是一个变压器。
电压与匝数的关系是（2）在表3－2中变压器起作用，因此它是一个变压器，电压与匝数的关系是实验拓展：1.实验中所得数据并不完全符合，原因是什么？2.要使电压通过变压器后降低，副线圈的匝数应该比原线圈的匝数多些还是少些？要使电压升高呢？3.探究自自耦变压器电压与匝数的关系：实验器材：铁芯上只绕有一个线圈的变压器叫自耦变压器，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示实验步骤：调节副线圈匝数．已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别为和图实验解析由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1，U1I1＝P2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大为n2＝1 900匝，负载R上的功率也最大，为2.0 kW，则U2＝n2n1U1＝1 9001 100×220 V＝380 V，I1＝P2U1＝2.0×103220A≈9.1 A，实验结论：自耦变压器原副线圈电压、电流间仍然满足U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1考题回放1.(2015·江苏高考)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。
高一物理电磁学实验试题答案及解析
高一物理电磁学实验试题答案及解析1.如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1（0--3 A）和电流表A2（0--0.6 A），把这两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是A．A1指针半偏时，A2指针也半偏B．A1指针还没有满偏时，A2指针已经满偏C．A1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 AD．A1的读数为1 A时，干路中的电流为1.2 A【答案】AD【解析】电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，两电流表两端电压相等，流过两表头的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，故A正确，B错误．两电流表量程之比为5：1，两电流表的内阻之比为1：5，则通过电流表的电流之比为5：1．A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中的电流为1.2A，故C错误，D正确；故选：AD．【考点】电表的改装；串并联电阻的特点。
2.某同学在“研究平抛物体的运动”的实验中，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出小球平抛运动的初速度和抛物线方程。
他先调整斜槽轨道使槽口末端水平，然后在方格纸上建立好直角坐标系xOy，将方格纸上的坐标原点O与小球在轨道槽口末端的球心重合，Oy轴与重锤线重合，Ox轴水平（如图甲）。
实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下，经过一段水平轨道后抛出。
依次均匀下移水平挡板的位置，分别得到小球在挡板上的落点，并在方格纸上标出相应的点迹，再用平滑曲线将方格纸上的点迹连成小球的运动轨迹（如图乙所示）。
已知方格边长为L=5cm，重力加速度为g=10m/s2，计算结果取两位有效数字。
（1）小球平抛的初速度v= ；（2）小球运动的轨迹方程的表达式为y= x2。
（3）下列哪些说法是正确的A．使斜槽末端的切线保持水平B．每次使小球从不同的高度滚下C．钢球与斜槽间的摩擦使实验的误差增大D．计算V时，所选择的点应离坐标原点稍远些【答案】（1）1.5 （ 2）20/9 （ 3）AD【解析】由于知道抛出点的坐标，所以可以从图像上取某一点对应的x、y值，比如（20cm,30cm）,然后利用，计算出平抛的初速度为 1.5m/s;利用，，消去t，得到。
变压器原副线圈两端电压与匝数的关系
变压器原副线圈两端电压与匝数的关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
解析 ①在探究变压器两个线圈的电压与匝数 关系实验中，操作的合理顺序应该是DBCA。 ②根据题中所给数据可得1460000＝82，1460000＝132， 由此可知，变压器原、副线圈的电压 U1、U2 与原、副线圈匝数 n1、n2 的关系是UU21＝nn12。
D.将两个线圈套到可拆变器的铁芯上；
①以上操作的合理顺序是________(填步骤前 的字母代号)； ②在实验中，当原线圈匝数n1＝1 600匝，副 线圈匝数n2＝400匝时，若原线圈两端电压为 8 V，则副线圈两端电压为2 V；原、副线圈 对调后，原线圈两端电压为3 V，副线圈两端 电压为12 V，那么可初步确定，变压器原、 副线圈的电压U1、U2与原、副线圈匝数n1、 n2的关系是________(填写字母关系式)。
例2 (1)为探究变压器两个线圈的电压与匝数关系，张明同学设计了如图3所示的
实验电路，操作步骤如下：
A.将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤；
B.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；
C.闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡
图3
分别测量原线圈和副线圈两端的电压；
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
学习目标
1.通过实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系， 体会控制变量法。
2.会处理实验数据，了解实验误差的来源。
目录
CONTENTS
01 夯实必备知识 02 研透核心考点 03 提升素养能力
1
夯实必备知识
变压器之实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
U2
原线圈接0和8，副线圈接0和1
U1
U2
原线圈接0和14，副线圈接0和4
U1
U2
实验结论：
误差允许范围内
U1
n1
U2
n2
～
～
典例精析
例1：在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，用匝数na=60匝
和nb=120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（
为副线圈，故选B．
例2：某同学用可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数关系，
该实验中下列说法正确的是（
）
A．原线圈可直接接入220V交流电路
B．为确保安全，原线圈匝数应多于副线图匝数
C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载
D．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈接小灯泡
【解析】A．该实验中的电源最好不要超过12V，否则会很危险，A错误；
三、数据分析及注意事项
误差允许范围内
U 1 n1
U 2 n2
跟踪练习
1.如图所示是“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验装置，
下列说法正确的是（ C ）
A．与灯泡连接的线圈叫原线圈
B．测量变压器输出电压要用直流电压表
C．若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变大
D．若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变小
原线圈欲加电压的数值，事先推测出副线圈两端电压的可能数值。
2.连接电路后要由同组的同学分别独立检查，确认无误后再接通电源。
3.为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，电压不超过12V。
4.通电时手不要接触裸露的导线、接线柱。
5.为保证电表的安全，测电压时，先用最大量程试测。
实验15探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系基础打磨1.(2019年湖北省孝感市模拟)为探究变压器两个线圈的电压关系,张明同学设计如下实验,操作步骤如下:①将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。
②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。
③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。
④将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上。
(1)以上操作的合理顺序是。
(填步骤前数字序号)(2)如图所示,在实验中,两线圈的匝数n1=1600,n2=400,当将n1作原线圈时,原线圈两端电压为16 V,副线圈两端电压为4 V;n1与n2对调后,原线圈两端电压为8 V时,副线圈两端电压为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。
(填写字母关系式)2.(2019年黑龙江10月调研)如图所示,从学生电源输出的电压,经变压器降压后,使小灯泡正常发光。
其对应的电路图为()。
3.(2019年山西高三模拟)如图所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验装置,下列说法正确的是()。
A.与灯泡连接的线圈叫原线圈B.测量变压器输出电压要用直流电压表C.若只增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变大D.若只增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变小能力拔高4.(2019年浙江台州月考)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”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。
A.干电池B.低压交流电源C.220 V交流电源D.条形磁铁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。
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12 VB.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5.(2019年江西高三月考)(多选)探究理想变压器原、副线圈电压的关系,某同学用理想自耦变压器接入电路中的示意图如图所示,输入电压u为电压有效值不变的正弦交流电源。
实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系象贤中学丘阮智一、教学背景及教学目标1、教学背景在《普通高中物理课程标准》选修模块3—2的内容标准中，涉及本节内容的：“通过实验研究方法，探究变压器两端的电压与匝数的关系。
”该条目要求学生用实验探究的方法，认识物理规律，真正理解变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系。
变压器是电路中一种常见设备，它既是对法拉第电磁感应定律和能量转化知识的进一步理解深化，同时也是学习远距离输电的基础。
在本节课教学中，教师应在学生原有变压器结构以及变压器原理知识的基础上，引导学生通过实验探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系。
注重知识的形成过程和对知识的真正理解，注重学生科学探究的学习过程和对学生科学探究能力的培养。
在学生学习过程中注意激发学生的学习热情和探究未知世界的乐趣，养成敢于质疑、敢于探究的好习惯，培养学生严谨的科学态度和合作学习的好习惯。
2.教学目标（1）知识目标：掌握变压器的原理，能够利用实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
（2）能力目标：通过实验探究,锻炼学生的动手操作能力,培养学生对实验原理和方法的迁移能力和利用已知知识解决实际问题的能力。
（3）情感目标：在学生讨论与交流的基础上组织学生进行探究性实验,通过实际操作、数据记录、数据处理等培养学生利用实验解决物理问题的能力,激发学生学习物理的兴趣。
二、案例设计（一）引入新课【教师】：在上一节课中，我们已经学习了变压器的结构组成和变压器工作的原理，并且通过实验发现把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，灯泡就会发亮。
今天我们要在原来学习的基础上更深入了解变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
（二）新课教学【实物投影显示】：变压器的组成、小灯泡发亮。
【教师介绍】：变压器由原、副线圈和闭合的铁芯构成；两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，小灯泡就会发亮。
五年(2017-2021)高考物理真题分项详解 专题13 电学实验
高考物理真题项详解——专题13 电学实验一．选择题（共1小题）1．（浙江）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二．实验题（共18小题）2．（河北）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有：小灯泡（6.3V，0.15A）、直流电源（9V）、滑动变阻器、量程合适的电压表和电流表、开关和导线若干。
设计的电路如图1所示。
（1）根据图1，完成图2中的实物连线。
（2）按照图1连线后，闭合开关，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是 （单项选择，填正确答案标号）。
A.电流表短路B.滑动变阻器的滑片接触不良C.滑动变阻器滑片的初始位置在b端（3）更换小灯泡后，该同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到I﹣U图像，其中一部分如图3所示。
根据图像计算出P点对应状态下小灯泡的电阻为 Ω（保留三位有效数字）。
3．（甲卷）某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）、电压表（量程300mV，内阻300Ω）、电流表（量程300mA，内阻0.27Ω）定值电阻R0、滑动变阻器R1（阻值0﹣20Ω）、电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）、电源E（电动势6V，内阻不计）、开关S、导线若干。
完成下列填空：（1）有3个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0﹣300mA的U﹣I曲线，R0应选取阻值为 Ω的定值电阻；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 （填“a”或“b”）端；（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。
当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为 Ω（保留1位有效数字）；（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为 Ω。
高中物理 《变压器》教案14 人教版选修3-2
4 变压器教学设计(一)整体设计教学分析变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置。
学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，通过《交变电流》前两节的学习，对交变电流的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。
本节重点是从电磁感应和能量的转化与守恒两种角度深刻理解变压器的工作原理以及探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系并能用它解决基本问题。
对于变压器工作原理，要让学生在电磁感应理论的基础上理解什么是互感现象？为什么原、副线圈之间在没有载流导体连接的状态下，副线圈中还可以输出电流？使学生再次体会交变电流与恒定电流的区别，以及交变电流的优点。
在解决有两个副线圈的变压器的问题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论。
本节内容是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，承上启下，体现出了交变电流的优点，并为电能输送奠定了基础。
教学目标1．了解变压器的构造及理解变压器的工作原理。
2．通过实验，探究变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系并能用它们解决基本问题。
3．了解理想化模型在物理学研究中的重要性。
从探究“电压与匝数关系”全过程指导学生学习物理思想与方法。
4．了解变压器在生活中的应用。
教学重点难点1．探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系并能用它解决基本问题。
2．从电磁感应和能量的转化与守恒两种角度理解变压器的工作原理。
教学方法与手段演示、推理、实验探究法、合作学习法。
课前准备教学媒体1．教具：台式电脑、投影屏幕、实物投影仪；多媒体课件；可拆式变压器、学生电源、开关、小灯泡、导线、多用电表等。
2．学具：(分组用实验器材)可拆变压器、学生电源、开关、导线、多用电表等。
知识准备复习电磁感应、法拉第电磁感应定律及交变电流的知识。
课前收集变压器或拍摄变压器的照片、网上下载的图片。
实验 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
[例2-2] 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,所用 电源电压为3 V。
(1)变压器两个线圈接如图甲所示的接线柱(数字表示匝数倍数),多用电
表选择开关如图乙所示,用多用电表测量两个线圈的结果如图丙、丁所
示,则图丙所示电压值为
(选填“5.7 V”或“1.37 V”),则连
接电源的是
接在学生电源上,用多用电表测量副线圈的电压。
(1)下列操作正确的是
。
A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压,电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压,电表用交流电压挡
解析:(1)变压器的工作原理是互感现象,故原线圈接交流电压,输出电压
也是交流电压,电表用交流电压挡,故A,B,C错误,D正确; 答案:(1)D
(只填步骤前数字序号)。
解析:(2)在实验中,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,接上小灯泡; 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; 最后将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。 答案:(2)①③②④
C.为了人身安全,低压交流电源的电压不要超过12 V
D.绕制升压变压器原、副线圈时,副线圈导线应比原线圈导线粗一些好
解析:(2)根据变压器不能改变交流电源的频率,知A正确;变压器的工作 原理为“互感”,如果线圈用直流电压输入时,副线圈两端无电压,故B 错误;为了人身安全,低压交流电源的电压不要超过12 V,故C正确;绕制 升压变压器原、副线圈时,根据电流之比等于匝数的反比,即匝数越多, 电流越小,所以副线圈导线应比原线圈导线细一些好,故D错误。 答案:(2)AC
五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编27-电磁场电路综合问题、自感和涡流(含解析)
（2）求 时，通过螺线管某一匝线圈的磁通量 ；
（3）若规定 为电流的正方向，在不考虑线圈自感的情况下，通过计算，画出通过电阻R的 图像；
（4）若规定 为电流的正方向，考虑线圈自感，定性画出通过电阻R的 图像。
11．（2021·北京·高考真题）类比是研究问题的常用方法。
①图2为实验器材部分连线图，还需要______（选填af、bf、fd、fc、ce或cg）连线。
②图3所示电压表的示数为_______ V。
③已知滑动变阻器的最大阻值R0=10Ω，额定电流I=1.0A。选择负载电阻R=10Ω，以R两端电压U为纵轴， 为横轴（x为AP的长度，L为AB的长度），得到 分压特性曲线为图4中的“I”；当R=100Ω，分压特性曲线对应图4中的__（选填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是____。
（1） 时金属框所受安培力的大小；
（2）在 到 时间内金属框产生的焦耳热。
5．（2022·重庆·高考真题）某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为 的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在 时间内从0均匀增加到 ，求：
【详解】（1）在 到 的时间 内，磁感应强度的变化量 ，设穿过金属框的磁通量变化量为 ，有
①
由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有
②
联立①②式，代入数据，解得
③
（2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有
④
由图可知， 时，磁感应强度为 ，金属框ab边受到的安培力
⑤
联立①②④⑤式，代入数据，解得
实验15 探究变压器原副线圈电压与匝数的关系
探究变压器原、副线圈电压与
匝数的关系
梳理必备知识 回归教材
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
原线圈通过电流时,铁芯中产生磁场,由于交变电流的大小和方向都在不断变
化,铁芯中的磁场也在不断地变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,副
线圈中就存在输出电压。本实验通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈电
。(多选)
解析:(1)“探究变压器电压与线圈匝数关系”的实验中,需要的器材有学生
电源,提供低压交流电,同时要需要多用电表测量电压及可拆变压器和导线,
故BEG正确,ACDF错误。
答案:(1)BEG
[例1] [实验原理与操作] (2022·北京海淀区模拟)在做“探究变压器原、副
线圈电压与匝数的关系”的实验中,某同学利用如图所示的教学用的可拆变压
D.多用电表
。(多选)
解析:(2)变压器正常工作需要交流电,因此本实验中需要用交流电源和交流
电压表(多用电表),不需要干电池和直流电压表,A、C错误,B、D正确。
答案:(2)BD
[例4] [实验原理的创新] 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。
(3)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
答案:(1)A
[例3] [实验器材的创新] 如图甲所示为教学用的可拆变压器,线圈A和B由同种
材料且粗细相同的导线绕制而成,线圈外部还可以绕线。
(2)为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,该同学把线圈A与学生电源连接,
另一个线圈B与小灯泡连接,如图乙所示。其中线圈A应连到学生电源的
(选
填“直流”或“交流”)输出端上,同时为保证人身安全,所用电压不要超过
专题71 探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题71 探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用特训目标特训内容目标1 探究变压器原副线圈电压与匝数关系（1T—6T）目标2 利用传感器制作简单的自动控制装置（7T—12T）一、探究变压器原副线圈电压与匝数关系1．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，李辉同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“ × 100”的匝数。
（1）本实验中，实验室有下列器材：A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）B．条形磁铁C．直流电源D．多用电表E．开关、导线若干上述器材在本实验中不需要的有_______（填器材序号），本实验中还需要用到的器材有_______。
（2）对于实验过程，下列说法正确的有_______。
A．为便于探究，应该采用控制变量法B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”C．使用多用电表测电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量D．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路（3）实验中，电源接变压器原线圈“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为_______。
A．18.0V B．10.0V C．5.0V D．2.5V（4）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接12.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是_______。
A．0V B．96.0V C．1.5V D．0.65V（5）李辉同学正确组装变压器后，把12.0V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱（相当于600匝），副线圈接线“0”“1”接线柱，如图所示。
在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是_______。
实验课15 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
法,C即.转为到便位于探置究a,接,先右保边持两原线个圈接匝线数柱和(标电有压不“-”变) ,改变副线圈的匝数,研究
其对D.副转线到圈位电置压b的,接影右响边,A两正个确接;变线压柱器只(标能有改“变-”)交流电流的电压,测量原、 副线(A2.)实圈如的验图电用乙压控所,可制示用变实多量验用法中电,用,表下可中列拆的说交变法流压正电器确压,能的表方是,B错便误地;从根据不。原同副接线线圈柱匝上数选 取 之比不等同于匝输数入的输线出圈电压之比可知,原线圈接0、4接线柱,副线圈接0、8接
线柱B.测,副量线原圈电、压副约线为圈原的线电圈压电,可压的用2多倍用,C正电确表;若中没的有直铁流芯电,原压副表线圈的磁 线 通量C圈.不原电等线压,圈变的压接2倍器0、的4输接入线电柱压,副与输线出圈电接压0、之8比接不线等柱于,原副副线线圈圈电匝压数约之为比原,D关闭 错(1)误DD.。若(2没)A有C 铁芯,变压器的输入电压与输出电压之比还是等于原副
答案 (1)ACE nb (2)b到a A
考向1
考向2
考向3
-14-
实验探究拓展——变压器电压与匝数关系的实际应用
生活中我们要用到各种各样的变压器,不管哪一种变压器,其工
作原理都是电磁感应的互感问题。假若是理想变压器,则满足关
系
U1 U2
=
n1 n2
;假若是非理想变压器,由于存在铜损和铁损,副线圈输出
考点三
-6-
2.将不同的原线圈接入线路测出线圈当中的电压填入下表:
原线圈 匝数 n1 100 100 100 200 400 600
副线圈 匝数 n2 200 400 600 200 200 200
原线圈 电压 U1 6V 6V 6V 6V 6V 6V
变压器的匝数比和电压比的关系
变压器的匝数比和电压比的关系变压器是一种常见的电力设备，用于改变交流电的电压。
变压器中的匝数比和电压比是关键参数，决定了输入电压和输出电压之间的比例关系。
本文将从理论和实际应用的角度，探讨变压器的匝数比和电压比的关系。
我们来看一下变压器的基本原理。
变压器由两个线圈（即绕组）组成，分别称为初级绕组和次级绕组。
当通过初级绕组的交流电流变化时，产生的磁场会穿过次级绕组，并在其中诱导电压。
根据法拉第电磁感应定律，次级绕组中诱导电压的大小取决于磁通量的变化率。
而磁通量的变化率与初级绕组中的电流变化率成正比。
因此，次级绕组中的电压与初级绕组中的电流之间存在比例关系。
具体来说，变压器的匝数比定义为次级绕组中的匝数与初级绕组中的匝数之比，记作a。
电压比则定义为次级绕组中的电压与初级绕组中的电压之比，记作U2/U1。
根据变压器的原理，我们可以得到以下关系：U2/U1 = a即电压比等于匝数比。
根据这个关系，我们可以得出几个重要结论。
首先，当匝数比大于1时，输出电压U2将大于输入电压U1，变压器起到升压作用。
反之，当匝数比小于1时，输出电压将小于输入电压，变压器起到降压作用。
这是因为匝数比决定了磁通量的变化率，从而决定了次级绕组中诱导电压的大小。
变压器的匝数比和电压比还可以决定变压器的功率变化。
根据功率守恒定律，输入功率等于输出功率，即U1*I1 = U2*I2其中，I1和I2分别表示初级绕组和次级绕组中的电流。
根据电压比的定义，我们可以将上式改写为I2/I1 = U1/U2 = 1/a这表明，当匝数比增大时，次级绕组中的电流将减小，从而减小了变压器的输出功率。
相反，当匝数比减小时，输出功率将增加。
因此，在实际应用中，变压器的匝数比需要根据需要调整，以满足特定的功率要求。
需要注意的是，变压器的匝数比和电压比是理论值，在实际应用中可能会有一定的误差。
这是由于变压器绕组的电阻、电感等因素导致的。
因此，在设计和使用变压器时，需要考虑这些因素，并进行相应的修正和补偿，以确保输出电压符合要求。