物理一轮夯基提能作业本：实验13 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系+Word版含解析

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变压器电压与线圈匝数的关系高中物理课件19-9 实验

U1/V
1.80
2.80
3.80
4.90
U2/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
②将多用电表与原线圈 n1=200 匝、原线圈 n1=800 匝、原线圈 n1=1400 匝的接线柱相连接，
分别读出副线圈两端的电压 U2，并将 n1、U2 的数值记录在表格二中.
表格二 U1=5 V，n2=400 匝
实验次数
1
2
3
n1/匝
U2/V (3)拆除实验线路，整理好实验器材.
第9节实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系
第9节实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系
二、实验考法总结【原型题 1】(1) 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：
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必用到的是
第9节实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系
一、基本实验方法
笔记
7.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； (2)原、副线圈有电阻，原、副线圈中出现焦耳热损耗(铜损)，造成误差； (3)铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差； (4)多用电表的读数存在误差. 8.实验创新点 (1)不改变实验原理，改变实验目的.在原线圈两端电压和匝数一定时，用多用电表测出副线圈两端电压，就可以求出副线圈的匝数. (2)不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是否是理想变压器.
第9节实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系
一、基本实验方法

高考物理一轮复习实验13 探究变压器线圈两端的电压与

3.设计实验数据记录表:Leabharlann n1n2n31
2
3
4.输入、输出端电压的测量:用多用电表交流电压挡测量输入、输出电
压。
5.改变输入端电压,重新测量输入、输出端电压:改变输入电压,输出电压也随之改变,但是两者的比值不变。 6.对调原、副线圈,重新测量输入、输出端电压:对调原、副线圈后,输出端电压发生变化,两者的比值为对调前的倒数。 7.改变线圈匝数,重新测量输入、输出端电压:改变线圈匝数后,输出电压随之变化,输入、输出电压的比值也随之变化。 8.实验结果分析及结论得出:在误差允许的范围内,变压器线圈两端的电
压与匝数成正比,数学表达式为: U1 = n1 。 U 2 n2
考点突破
考点实验原理与步骤
例1 某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时,原线圈接在学生电源上,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 (2)该学生继续做实验,在电源电压不变的情况下,先保持原线圈的匝数不变增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压增大;然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
实验13 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
教
材研
实验原理及步骤
读
考点突考点实验原理与步骤破
教材研读
实验原理及步骤
1.多用电表交流电压挡量程选择及读数:要先估计被测电压的大致范围, 再选择恰当的量程,若不知道被测电压的大致范围,则应选择交流电压最高挡进行测量。 2.可拆变压器的组装:把两个线圈穿在铁芯上,闭合铁芯。

推荐2019物理浙江高考选考一轮复习讲义：选修3-2第十章实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系含解析

实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系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的变化，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、副线圈的电压与匝数的关系。

实验器材两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干。

实验过程1.多用电表交流电压挡量程选择及读数：要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电的最大量程进行测量。

2.可拆变压器的组装：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。

3.设计实验数据记录表：4.5.改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压：改变输入电压，输出电压也随之改变，但是两者的比值不变。

6.对调原、副线圈，重新测量输入、输出端电压：对调原、副线圈后，输出端电压发生变化，两者的比值为对调前的倒数。

7.改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压：改变线圈匝数后，输出电压随之变化，输入、输出电压的比值也随之变化。

8.实验结果分析及结论得出：在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比，数学表达式为：U1U2＝n1n2。

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量程进行测量。

【例】(2017·4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(交流电压挡)；F.多用电表(交流电流挡)。

用匝数n a＝60匝和n b＝120匝的变压器，实验测量数据如下表：)。

2024届高考一轮物理课件第12章实验16 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

可知原线圈导线应该选用细的，故 A 错误；根据UU12＝nn12，测得副线圈的电压偏高，可能是因为学生电源实际输出电压大于标注的“6 V”，故 B 正确；如果原线圈实际匝数与标注的“800”不符，大于 800，则测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故 C 错误；如果副线圈实际匝数与标注的“400”不符，小于 400，测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高改变直流电，变压器的铁芯如果是整块导体，内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率，故 A 正确，BC 错误。
(3)原线圈的匝数多，因此电压大电流小，由RR＝＝UρISL
四、实验步骤 (1)按如图所示连接好电路图，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)打开学生电源，读出两个电表电压值，并记录在表格中。 (3)保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值。 (4)保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值。
④___用__多__用__电__表__的__交__流__电__压__挡__测__量__A_线__圈__两__端__的__电__压__U__1___ (请补充
步骤)；
⑤拆除电路并整理器材。 nU1
nU
整理归纳数据可得，nA＝__U_0_－__U_1_，nB＝___U_0_－__U_1__。
[解析](1)根据电阻定律可知，其他条件相同时，导线越长，电阻越大，因为 B 线圈电阻约为 A 线圈电阻的 3 倍，即 B 的电阻比 A 大，所以 B 线圈的匝数多。
(2)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是__A_。

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。

探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系

实验中学实验记录表
学科
物理
演示/分组
分组
记录
赵携新
实验名称
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
实验步骤
实验步骤：1、探究不同的电源、电压输入，相同的匝数，观察电压表的读数
2、探究相同的电源、电压输入，不同的匝数，观察电压表的读数
实验情况摘要
班别
实验效果学生表现来自实验时间执教教师
高二(2)班
好
好
2015年4月26日
第8周星期1第2节
赵携新
高二1班
好
好
2015年4月27日
第8周星期2第1节
蔡铭生
高二3班
好
好
2015年4月28日
第8周星期3第5节
冯翠霞
高二4班
好
好
2015年4月29日
第8周星期3第6节
杨锡波

XX鸭版高考物理一轮复习实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系夯基提能作业本.docx

实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系1.(多选)如图所示为可拆变压器,在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,下列说法正确的是(填字母)。

A.用可拆变压器,能方便地从不同接连柱上选取不同匝数的线圈B.测量原、副线圈的电压,可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C.原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,副线圈电压大于原线圈电压D.为便于探究,先保持原线圈匝数和电压不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响答案AD变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关,用可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈,选项A、D正确。

不能用直流电压表测量原、副线圈的电压,所以选项B错误。

根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知,原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,那么副线圈的电压小于原线圈的电压,所以C 错误。

2.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验中,若某同学实验时,忘记把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,组装后的变压器如图乙所示。

在铁芯上的原、副线圈匝数分别为n1=800匝和n2=200匝,原线圈两端与u=12√2sin 314t(V)的交流电源相连,则副线圈两端电压的有效值可能是()A.0.6 VB.3 VC.3√2VD.12 V答案A原线圈两端电压有效值为U1=√2√2V=12 V,如果把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,则副线圈两端电压的有效值U2=n2n1U1=200800×12 V=3 V;由于该同学忘记了把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,导致“漏磁”,则副线圈两端电压的有效值将小于3 V,故选A。

3.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)(多选)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。

(完整word版)高中物理模块十电磁感应考点6-4实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系习题

考点6.4 实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系1.实验目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.2.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的变化，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、副线圈的电压与匝数的关系.3.实验器材：两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干.4.实验步骤(1)按如图所示连接好电路图，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)打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中.(3)保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值.(4)保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.5.数据记录与处理次序n1(匝)n2(匝)n1∶n2U1(V)U2(V)U1∶U212346.结论：原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比相等.7.误差分析(1)实际变压器存在各种损耗.(2)交流电表的读数存在误差.8.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.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2.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：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必用到的是________(填器材前的序号)，本实验中还需用到的器材有______________.【答案】BC 低压交流电源3.做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是( D )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4. 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 (内部导线电阻率、横截面积相同)，线圈外部还可以绕线.(1) 某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A 、B 线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a 、b 位置，则A 线圈的电阻为________ Ω，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A ”或“B ”).(2) 如果把它看做理想变压器，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，请完成实验步骤的填空： ① 用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n 匝线圈； ② 将________(选填“A ”或“B ”)线圈与低压交流电源相连接；③ 用多用电表的________挡分别测量A 线圈的输入电压U A 和绕制线圈的输出电压U .④ 则A 线圈的匝数为________. 【答案】(1)24 A (2)A 交流电压 n U A U。

《探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系》中学物理创新实验设计

《探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系》中学物理创新实验设计作品全称探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系学校名称联系电话姓名性别年龄初、高中组（一）设计原理(含原理图和实物图、主要解决的问题）高中物理人教版选修3-2，第五章交变电流，第4节变压器中。

课本只要求探究电压与匝数的关系。

但在授课中要推导变压器的原理时，若将漏失的磁通量忽略不计，可认为穿过原副线圈的磁通量相同变化也相同，则在每匝线圈中产生的感应电动势势一样的，但因为原副线圈的匝数不同，则有：若将原线圈导线电阻忽略不计，则U1=E1若将副线圈导线电阻忽略不计，则因为副线圈可以看成一个电源，忽略内阻，电动势等于路端电压，U2=E2，因此：（二）主要解决的问题有两个1）通过实验验证U1=E1 即通过实验验证输入电压U1近似的等于原线圈的自感电动E12）探究电压与匝数的关系时，电压的控制容易，但匝数的确定和控制很难。

本实验利用滑动变阻器做副线圈，由于滑动变阻器的导线是单匝密绕，绕的长度和匝数成正比，这样测匝数就转化为测长度。

其原理为，初中长度测量中用密绕法测铜丝的直径的方法。

即如图（二）实验方法（或实验过程）1）通过实验验证U1=E1 即通过实验验证输入电压U1近似的等于原线圈的自感电动E1。

在原线圈两端接U1=220V的电压，且串联一个4.0V，0.7A的小灯泡，副线圈空载，则小灯泡正常发光。

说明线圈中的电流很小，则输入电压U1近似的等于原线圈中的自感电动E1即U1=E12）用滑动变阻器做副线圈，由于滑动变阻器的导线是单匝密绕，绕的长度和匝数成正比，这样测匝数就转化为测长度。

①利用R=200Ω，I=0.3A的滑动变阻器做变压器的副线圈，实现输出电压与移动滑动变阻器的滑片的距离成正比。

②等间距移动滑动变阻器的滑片测输出电压（三）实验效果1）该实验基本实现移动滑片的距离与输出的电压成比。

2）该实验的误差主要来源于滑动变阻器电阻丝的电阻，即以副线圈为电源的内阻很大。

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

实验报告：探究变压器线圈两端的电压与匝数关系

实验器材：变压器、导线、学生电源、导线、电键、多用电表、小灯泡
实验过程：
原线圈匝数
N1（匝）
100
200
400
800
副线圈匝数
N2（匝）
800
400
200
100
原线圈两端的电压U1（V）
0.964.97.915.8原线圈两端的电压U2（V）
7.9
9.8
3.8
1.94
N1/N2
1/8
1/2
2
8
U1/U2
高中物理实验报告
年级
高二
姓名
实验日期
实验名称：探究变压器线圈两端的电压与匝数关系
实验目的：理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系,从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力
实验原理：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．
1/8
1/2
2
8
实验注意事项：
1、要事先推测副线圈两端电压的可能值。
2、为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12v，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线，接线柱。
数据处理及误差分析：
从表格中数据可得出：U1/U2=N1/N2
实验结论：
在误差允许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比。

2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

第2讲变压器远距离输电实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系目标要求 1.会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，体会控制变量法，了解实验误差.2.知道变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题.3.理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率．考点一实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1．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．3．实验过程(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(1)中步骤．4．数据处理由数据分析变压器原、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．5．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．例1在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”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________；A．控制变量法B．等效替代法C．整体隔离法(2)为了减少涡流的影响，铁芯应该选择________；A．整块硅钢铁芯B．整块不锈钢铁芯C．绝缘的硅钢片叠成D．绝缘的铜片叠成(3)以下给出的器材中，本实验需要用到的有哪些________；(4)下列做法正确的是________；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 VB．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(5)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0 V，则原线圈的输入电压可能为________．(填选项前字母)A．1.5 V B．3.0 VC．6.0 V D．7.0 V答案 (1)A (2)C (3)BD (4)B (5)D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)变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，选择用绝缘的硅钢片叠成的铁芯，故C 正确，A 、B 、D 错误．(3)实验中需要交流电源和交流电压表，不需要干电池和直流电压表，故选B 、D.(4)变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不能超过12 V ，若用直流电源，变压器不能工作，故A 错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故B 正确；观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知I 1I 2＝n 2n 1，可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少，故C 错误；变压器的工作原理是电磁感应现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故D 错误．(5)若是理想变压器，则由变压器原、副线圈电压与匝数的关系有U 1U 2＝n 1n 2，若变压器的原线圈接“0”和“800”两个接线柱，副线圈接“0”和“400”两个接线柱，可知原、副线圈的匝数比为2∶1，副线圈的电压为3 V ，则原线圈的电压为U 1＝2×3 V ＝6 V ，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6 V ，可能为7 V ，故D 正确．考点二理想变压器的原理及应用1．构造和原理(1)构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．(2)原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出． (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2.(3)电流关系：只有一个副线圈时I 1I 2＝n 2n 1.(4)频率关系：f 出＝f 入．1．变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用．( √ )2．变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率．( × ) 3．在任何情况下，理想变压器均满足U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 入＝P 出．( × )1．理想变压器的制约关系电压原线圈电压U 1和匝数比决定副线圈电压U 2，U 2＝n 2n 1U 1功率副线圈的输出功率P 出决定原线圈的输入功率P 入，P 入＝P 出电流副线圈电流I 2和匝数比决定原线圈电流I 1，I 1＝n 2n 1I 22.含有多个副线圈的变压器计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：电压关系：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…＝U nn n功率关系：P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋…＋P n 电流关系：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋n 4I 4＋…＋n n I n考向1 变压器基本物理量的分析与计算例2 (2022·山东卷·4)如图所示的变压器，输入电压为220 V ，可输出12 V 、18 V 、30 V 电压，匝数为n 1的原线圈中电压随时间变化为u ＝U m cos (100πt )．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V ．将阻值为12 Ω的电阻R 接在BC 两端时，功率为12 W ．下列说法正确的是( )A ．n 1为1 100匝，U m 为220 VB ．BC 间线圈匝数为120匝，流过R 的电流为1.4 AC ．若将R 接在AB 两端，R 两端的电压为18 V ，频率为100 HzD ．若将R 接在AC 两端，流过R 的电流为2.5 A ，周期为0.02 s 答案 D解析变压器的输入电压为220 V ，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为220 2 V ，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为n 11＝220 V0.1 V ，解得原线圈为2 200匝，A 错误；根据题图可知，当原线圈输入电压为220 V 时，BC 间的电压为U BC ＝PR ＝12 V ，故BC 间的线圈与单匝线圈匝数关系有n BC 1＝12 V0.1 V ，则BC 间的线圈匝数为120匝，流过R 的电流为I BC ＝P U BC ＝12 W12 V ＝1 A ，B 错误；若将R 接在AB 两端，根据题图可知，当原线圈输入电压为220 V 时，AB 间的电压应该为18 V ，根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为100π rad/s ，故交流电的频率为f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，C 错误；若将R 接在AC 两端，根据题图可知，当原线圈输入电压为220 V 时，AC 间的电压应该为30 V ，根据欧姆定律可知，流过电阻R 的电流为I AC ＝U AC R ＝3012A ＝2.5 A ，交流电的周期为T ＝2πω＝0.02 s ，D 正确．例3 (2022·北京卷·4)某理想变压器的原线圈接在220 V 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V ，输出电流为300 mA.该变压器( ) A ．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B ．输入电流为30 AC ．输入电流的最大值为15 2 AD ．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 答案 B解析原、副线圈的匝数之比为n 1n 2＝U 1U 2＝22022 000＝1100，故A 错误；根据n 1n 2＝I 2I 1可得输入电流为I 1＝n 2n 1I 2＝100×300×10－3 A ＝30 A ，故B 正确；输入电流的最大值为I m ＝2I 1＝30 2 A ，故C 错误；变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，故D 错误．考向2 原线圈接入用电器的变压器问题分析例4 (多选)(2023·福建省漳平第一中学、永安第一中学联考)如图所示的理想变压器，在原、副线圈上接有交流电压表和三个完全相同的灯泡，且灯泡的电阻R 均为1 Ω，在AB 端加上u ＝6sin 5πt (V)的电压时，三个小灯泡均正常发光，下列说法正确的是( )A ．AB 端所加电压的有效值为3 V B ．变压器原、副线圈的匝数比为2∶1C ．每个小灯泡正常发光时的功率为2 WD ．t ＝0.1 s 时，理想电压表的示数为6 V 答案 BC解析根据题意可知，AB 端所加电压的最大值为U m ＝6 V ，则AB 端所加电压的有效值为U ＝U m2＝3 2 V ，即t ＝0.1 s 时，理想电压表的示数为3 2 V ，故A 、D 错误；设小灯泡的额定电压为U L ，额定电流为I L ，由题图可知，变压器原线圈的电流为I 1＝I L ，副线圈的电流为I 2＝2I L ，则变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝I 2I 1＝21，故B 正确；由题图可知，变压器副线圈的电压为U 2＝U L ，设原线圈的电压为U 1，则有U 1U 2＝n 1n 2，可得U 1＝2U L ，又有U ＝U L ＋U 1，联立解得U L ＝ 2 V ，每个小灯泡正常发光时的功率为P ＝U L 2R＝2 W ，故C 正确．考点三理想变压器的动态分析1．匝数比不变的分析思路(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化． (3)I 2变化引起P 2变化，而P 1＝P 2，故P 1发生变化．2．负载电阻不变的分析思路 (1)U 1不变，n 1n 2发生变化时，U 2变化．(2)R 不变，U 2变化时，I 2发生变化．(3)根据P 2＝U 22R ，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．1．变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之减小．( × ) 2．原线圈所加电压恒定，当原线圈的匝数增加时，副线圈两端电压增大．( × ) 3．变压器副线圈接入负载越多，原线圈的输入电流越小．( × )考向1 理想变压器匝数不变问题的分析和计算例5 (2021·湖北卷·6)如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R 的滑动变阻器和阻值为R 的定值电阻．在变阻器滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中( )A ．电流表A 1示数减小B ．电流表A 2示数增大C ．原线圈输入功率先增大后减小D ．定值电阻R 消耗的功率先减小后增大答案 A解析由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，滑动变阻器的滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I 2＝U 2R 副，可知副线圈的电流逐渐减小，由n 1n 2＝I 2I 1，可知变压器原线圈的电流I 1也逐渐减小，故A 正确，B 错误；原线圈的输入功率为P 入＝U 1I 1，由于I 1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C 错误；滑片从a 端向b 端滑动时，副线圈干路电流减小，滑动变阻器右半部分和R 并联总电阻减小，则并联部分分压减小，由P R ＝U 2R 知，定值电阻R 消耗的功率减小，故D 错误．考向2 理想变压器负载不变问题的分析和计算例6 如图所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝310sin 314t (V)，则( )A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为3.1 VB ．副线圈两端的电压频率为50 HzC ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，原线圈输入功率变小D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变小答案 B解析由U 1U 2＝n 1n 2，得U 2＝U 1n 2n 1，因U 1＝3102 V ，所以U 2＝3102×1100 V ≈2.2 V ，A 错误；由瞬时值表达式可得ω＝314 rad/s ，则频率f ＝ω2π＝3142π Hz ＝50 Hz ，B 正确；当单刀双掷开关由a 扳向b 时，n 1减小，则U 2增大，电压表示数变大，I 2＝U 2R 增大，副线圈的输出功率P 出＝U 2I 2增大，原线圈的输入功率增大，C 、D 错误．考点四远距离输电如图所示，若发电站输出电功率为P ，输电电压为U ，用户得到的电功率为P ′，用户端的电压为U ′，输电电流为I ，输电线总电阻为R .1．输电电流I ＝P U ＝U －U ′R . 2．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR . 3．功率损失(1)ΔP ＝P －P ′＝ΔU ·I ； (2)ΔP ＝I 2R ＝(P U)2R4．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻R .由R ＝ρlS 知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线．(2)减小输电导线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高输电电压．1．增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失．( √ ) 2．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗．( √ )3．若发电站输出功率为P ，输电电压为U ，输电线总电阻为R ，如图所示，则输电线上损失的功率为P 损＝U 2R.( × )1．理清输电电路图的三个回路(如图)(1)在电源回路中，P 发电机＝U 1I 1＝P 1.(2)在输送回路中，I 2＝I 线＝I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，ΔU ＝I 2R 线，ΔP ＝I 22R 线． (3)在用户回路中，P 4＝U 4I 4＝P 用户． 2．抓住两组关联式(1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，P 1＝P 2.(2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：U 3U 4＝n 3n 4，I 3I 4＝n 4n 3，P 3＝P 4.3．掌握一个守恒观念功率关系：P 2＝ΔP ＋P 3，其中ΔP ＝ΔU ·I 线＝I 线2R线＝(ΔU )2R 线. 例7 如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压为U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1，在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2，则( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上损失的电压为UC ．理想变压器的输入功率为I 12rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U 答案 A解析因为P 入＝P 出，所以U 1I 1＝U 2I 2，即U 2＝U 1I 1I 2，选项A 正确；输电线上损失的电压为U 线＝U －U 1，选项B 错误；理想变压器的输入功率P 入＝I 1U 1，输电线路上损失的电功率 P 损＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项C 、D 错误．例8 (多选)(2023·福建三明市模拟)某同学研究远距离输电的电路如图所示，a 、b 端接入电压为U 0的交流电源，升压变压器T 1和降压变压器T 2均为理想变压器，且n 1n 2＝n 4n 3.已知R 1＝R 2＝R 3，三个电阻消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，则( )A ．升压变压器T 1的匝数比为n 1n 2＝14B ．电压表的示数小于U 0C ．若R 1短路，电流表示数将变大D ．若R 3断路，电压表示数将变小答案 BC解析令R 1＝R 2＝R 3＝R ，三个电阻消耗的功率相同，则有P R 1＝I 32R ，P R 2＝P R 3＝(I 42)2R ，则有I 3I 4＝12，根据变压器原、副线圈匝数比与电流之间的关系可得n 4n 3＝I 3I 4＝12，由题意可得升压变压器T 1的匝数比为n 1n 2＝n 4n 3＝12，A 错误；根据变压器的工作原理U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4，又因为U 3＝U 2－I 3R 1，U 1＝U 0，则U 4＝U 0－n 4n 3I 3R 1＝U 0－(n 4n 3)2I 4R 1＝U 0－(n 4n 3)2U 4(R 2R 3R 2＋R 3)R 1＝U 0－12U 4，解得U 4＝23U 0，电压表的示数即U 4，可知电压表的示数小于U 0，B 正确；若R 1短路，则U 3＝U 2，降压变压器的原线圈电压变大，副线圈的电压也将升高，从而使得降压变压器的电流I 4增大，根据电流与变压器匝数的关系I 3I 4＝n 4n 3可知，当降压变压器副线圈中的电流增加时，降压变压器原线圈中的电流也增加，即R 1短路，电流表示数将变大，C 正确；若R 3断路，此时电压表的示数为U 4′＝U 0－(n 4n 3)2U 4′R 2R 1＝U 0－U 4′4，解得U 4′＝45U 0，可知U 4′>U 4，由此可以判定，R 3断路，电压表示数将变大，D 错误．课时精练1．(2020·江苏卷·2)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示．其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上．则电流互感器( )A ．是一种降压变压器B ．能测量直流电路的电流C ．原、副线圈电流的频率不同D ．副线圈的电流小于原线圈的电流答案 D解析电流互感器原线圈匝数少，副线圈匝数多，是一种升压变压器，故A 错误；变压器的原理是电磁感应，故它不能测量直流电路的电流，故B 错误；变压器不改变交变电流的频率，故C 错误；变压器的电流与匝数成反比，因此副线圈的电流小于原线圈的电流，故D 正确．2．(多选)(2020·全国卷Ⅱ·19)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低．我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术．假设从A 处采用550 kV 的超高压向B 处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP ，到达B 处时电压下降了ΔU .在保持A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV 特高压输电．输电线上损耗的电功率变为ΔP ′，到达B 处时电压下降了ΔU ′.不考虑其他因素的影响，则( )A ．ΔP ′＝14ΔPB ．ΔP ′＝12ΔPC ．ΔU ′＝14ΔU D ．ΔU ′＝12ΔU 答案 AD解析由输电电流I ＝P U 知，输送的电功率不变，输电电压加倍，输电电流变为原来的12，损耗的电功率ΔP ＝I 2r ，故输电电压加倍，损耗的电功率变为原来的14，即ΔP ′＝14ΔP ；输电线上损失电压为ΔU ＝Ir ，则输电电压加倍，损失电压变为原来的12，即ΔU ′＝12ΔU .故A 、D 正确．3．(2021·广东卷·7)某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s ，电压最大值为0.05 V ，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是( )A ．交流电的频率为10 HzB ．副线圈两端电压最大值为3 VC ．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D ．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率答案 B解析周期为T ＝0.2 s ，频率为f ＝1T ＝5 Hz ，故A 错误；由理想变压器原理可知U 1U 2＝n 1n 2，解得副线圈两端的最大电压为U 2＝n 2n 1U 1＝3 V ，故B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场越强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C 错误；由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D 错误．4．(多选)无线充电器能给手机充电是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生感应电流，双方密切配合，手机成功无线充电．如图为某老师自制的简易无线充电装置，由一个电磁炉(发射线圈)、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈、接收线圈匝数比n 1∶n 2＝10∶1，若电磁炉两端所加电压为u ＝2202sin 314t (V)，不考虑充电过程中的各种能量损失．则下列说法正确的是( )A ．通过车载充电器的电流为交流电B ．通过车载充电器的电流为直流电C ．车载充电器两端电压的有效值约为22 VD ．车载充电器两端电压的有效值约为222V 答案 BD解析接收线圈与车载充电器之间连接一个二极管，二极管只能正向通电，具有整流作用，所以通过车载充电器的电流为直流电，故A 错误，B 正确；发射线圈、接收线圈匝数比n 1∶n 2＝10∶1，若电磁炉两端所加电压为u ＝2202sin 314t (V)，则发射线圈两端电压有效值U 1＝U m 2，由U 1U 2＝n 1n 2，代入数据联立可得接收线圈两端电压有效值U 2＝U 1n 2n 1＝220×110 V ＝22 V ，由有效值的定义有U 22R ·T 2＝U 32R ·T ，可得车载充电器两端电压的有效值约为U 3＝222V ，故C 错误，D 正确．5．(2022·河北卷·3)张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z 转，通过转速比为1∶n 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S ，匝数为N ，匀强磁场的磁感应强度为B ，t ＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后．输出电压为U .忽略线圈电阻，下列说法正确的是( )A ．发电机输出的电压为2πNBSzB ．发电机输出交变电流的频率为2πnzC ．变压器原、副线圈的匝数比为2πNBSnz ∶UD ．发电机产生的瞬时电动势e ＝2πNBSnz sin(2πnz )答案 C解析发电机线圈的转速为nz ，输出交变电流的频率为f ＝nz ，B 错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦交流电，最大值为E m ＝NBS ·2π·nz ，则发电机输出的电压为E ＝E m2＝2πNBSnz ，A 错误；变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝E U ＝2πNBSnz U，C 正确；发电机产生的瞬时电动势为e ＝E m sin ωt ＝2πNBSnz sin(2πnzt )，D 错误．6．某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验．他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干．(1)实验需要以下哪种电源________；A ．低压直流电源B ．高压直流电源C ．低压交流电源D ．高压交流电源(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数．分别测出相应的原、副线圈电压值．由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的________值 (填“有效”或“最大”)．其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为________；(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成________(选填“正比” 或“反比”)，实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般________(选填“大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比；(4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别．原因不可能为________．(填字母代号)A ．原、副线圈上通过的电流发热B ．铁芯在交变磁场作用下发热C ．变压器铁芯漏磁D ．原线圈输入电压发生变化答案 (1)C (2)有效 7.0 V (3)正比大于 (4)D解析 (1)探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，应选择低压交流电源，故选C.(2)多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；多用电表选用的挡位是交流电压的10 V 挡位，所以应该在0～10 V 挡位读数，所以读数应该是7.0 V.(3)根据U 1U 2＝n 1n 2可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比．实验中由于变压器的铜损和铁损，变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以导致副线圈电压的实际值一般略小于理论值，所以导致U 1U 2＞n 1n 2. (4)原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别；变压器铁芯漏磁，也会导致电压比与匝数比有差别；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故选D.7．(多选)(2023·福建省百校联合测评)如图甲所示，自耦变压器的原线圈与N 匝半径为r 的圆形线圈(图中未画全)相连，副线圈与定值电阻R 构成闭合回路，图示位置副线圈的匝数为原线圈匝数的23.线圈内有垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化．不考虑电阻随温度的变化以及线圈的电阻，下列说法正确的是( )A ．图示位置，定值电阻两端的最大电压为22π2r 2NB 03TB ．图示位置，定值电阻消耗的电功率为8π4r 4N 2B 029T 2RC ．若磁感应强度的变化周期减小，则变压器的输出功率将增大D ．若自耦变压器的滑片P 顺时针转动，则通过原线圈的电流增大答案 BC解析由题图乙可得磁感应强度为B ＝B 0sin 2πTt ，由法拉第电磁感应定律得圆形线圈中产生的感应电动势为E ＝N ΔB Δt πr 2＝2π2r 2NB 0T cos 2πT t ，所以原线圈两端的最大电压为U 1max ＝2π2r 2NB 0T，由U 1max n 1＝U 2max n 2得，定值电阻两端的最大电压为U 2max ＝4π2r 2NB 03T，A 错误；定值电阻消耗的电功率为P ＝⎝⎛⎭⎫U 2max 22R ＝8π4r 4N 2B 029T 2R ，B 正确；若磁感应强度的变化周期减小，则感应电动势的最大值增大，有效值增大，副线圈两端的电压增大，定值电阻消耗的电功率即变压器的输出功率将增大，C 正确；自耦变压器的滑片P 顺时针转动，则副线圈的匝数减少，副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流减小，由n 1I 1＝n 2I 2可知通过原线圈的电流减小，D 错误.8．(多选)(2023·福建省模拟)20年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”．如图所示是远距离输电示意图，现将输送电压U 2由220 kV 升级为1 000 kV 高压，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压U 1及用户得到的电压U 4均不变，输电线的电阻不变，变压器均为理想变压器，则( )A.n 2n 1变为原来的5011倍 B ．输电线上电流I 2变为原来的1125C ．输电线损失的功率变为原来的(1125)2 D ．降压变压器原、副线圈匝数比值变小答案 ABC解析由理想变压器基本关系知n 2n 1＝U 2U 1，U 1不变，U 2变为原来的5011倍，所以n 2n 1变为原来的5011倍，A 正确；根据P 送＝U 2I 2可知，因P 送变为原来的2倍，U 2变为原来的5011倍，则输电线上电流I 2变为原来的1125，B 正确；根据P 损＝I 22R 线，可知P 损变为原来的(1125)2，C 正确；总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则I 4变大，又I 2变小，I 2＝I 3，则n 3n 4＝I 4I 3变大，D 错误． 9．如图甲所示为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，已知原、副线圈的匝数比为11∶1，电阻R ＝10 Ω，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则( )A ．电压表V 1的读数为28 VB ．电压表V 2的读数为20 VC ．电流表A 的读数为0.18 AD ．原线圈的输入功率为20 W答案 D解析由题图可知，原线圈输入电压的有效值为U 0＝220 V ，根据原、副线圈匝数比与电压比的关系可知n 0n 1＝U 0U 1，解得U 1＝n 1n 0·U 0＝111×220 V ＝20 V ，所以电压表V 1的读数为20 V ，A 错误；由于二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期有电流通过，故有(20 V )2R ·T 2＝U 22R·T ，有效值为U 2＝10 2 V ，即电压表V 2的读数为10 2 V ≈14.14 V ，B 错误；流过R 的电流为I 2＝U 2R ＝10210A ≈1.4 A ，由原线圈输入功率等于输出功率可知，U 0I 0＝U 2I 2，解得I 0≈0.09 A ，C 错误；原线圈的输入功率等于输出功率，即P 0＝P 1＝U 2I 2＝20 W ，D 正确．10．(多选)(2022·湖北卷·9)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示．发射线圈的输入电压为220 V 、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝．若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是( )A ．接收线圈的输出电压约为8 VB ．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C ．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D ．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同答案 AC。

探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.

=
n1 n2

理论分析:
E1 n1
由于原、副线圈磁通量相同，即Φ1=Φ2 1 则 1= 2, 原、副线圈的感应电动势分别为
t 2 E 2 n2 t
原、副线圈电压等于电动势U1＝E1、 U2＝E2 为什么？忽略铜损
U1 原、副线圈电压与匝数的关系是： U2
=
n1 n2
例题3
为了安全，机床上照明电灯用的电压是 36V，这个电压是把220V的电压将压后得到的，如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？用这台变压器给40W 的电灯供电，原、副线圈中的电流各是多大？
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系u1u2电路中的符号n1u1原线圈初级线圈跟电源相连用绝缘线绕成的n2u2副线圈次级线圈跟负载相连用绝缘线绕成的闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
1.
变压器的构造
U1
n1 n2
U2
U1
U2
电路中的符号
原线圈（初级线圈）跟电源相连，用绝缘线绕成的副线圈（次级线圈）跟负载相连，用绝缘线绕成的闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。注意：线圈必须绕在铁芯上，铁芯必须是闭合的。
小结：
变压器
原线圈构造副线圈闭合铁芯原理：只能对交流电起作用互感现象功率关系： P入＝P出，变比 n1 U 关系电压关系：U = n
1 2
2
电流关系： I n I n 种类：自耦变压器调压变压器互感器
1 2 2 1
作业

课本P48 第2 、3题课时训练课时4
一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝，与220V的电源相连，当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时，能够正常发光。则变压器副线圈的匝数为( ) C A.36匝 B.72匝 C.720匝 D. 1440匝

高考物理一轮复习实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系夯基提能作业本03092106.docx

实验13 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系1.(多选)如图所示为可拆变压器,在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,下列说法正确的是(填字母)。

A.用可拆变压器,能方便地从不同接连柱上选取不同匝数的线圈B.测量原、副线圈的电压,可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C.原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,副线圈电压大于原线圈电压D.为便于探究,先保持原线圈匝数和电压不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响答案AD 变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关,用可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈,选项A、D正确。

不能用直流电压表测量原、副线圈的电压,所以选项B 错误。

根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知,原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,那么副线圈的电压小于原线圈的电压,所以C错误。

在铁芯上的原、副线圈匝数分别为n1=800匝和n2=200匝,原线圈两端与u=12 sin 314t(V)的交流电源相连,则副线圈两端电压的有效值可能是( )A.0.6 VB.3 VC.3 VD.12 V答案 A 原线圈两端电压有效值为U1= V=12 V,如果把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B 上,则副线圈两端电压的有效值U2=U1=×12 V=3 V;由于该同学忘记了把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,导致“漏磁”,则副线圈两端电压的有效值将小于3 V,故选A。

3.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)(多选)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。

高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验15探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系课件

3．实验器材学生电源、可拆变压器、交流电压表、灯泡、开关、导线． 4．实验步骤 (1)利用小灯泡的亮暗定性观察线圈两端电压与匝数的关系． ①按图 1 所示连接好电路． ②保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，记录灯泡亮暗程度． ③保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，记录灯泡亮暗程度．
N2
A
100 200 400
编后语
有的同学听课时容易走神，常常听着听着心思就不知道溜到哪里去了；有的学生，虽然留心听讲，却常常“跟不上步伐”，思维落后在老师的讲解后。这两种情况都不能达到理想的听课效果。听课最重要的是紧跟老师的思路，否则，教师讲得再好，新知识也无法接受。如何跟上老师饭思路呢？以下的听课方法值得同学们学习：
N1 100
暗比较亮亮
图1
200
比较暗暗比较亮
400
很暗比较暗暗
④得出结论．通过实验结果分析可知：当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮，表明副线圈两端的电压越大；当副线圈的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗，表明副线圈两端的电压变小．
(2)定量研究线圈两端电压与匝数的关系 ①保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，用多用电表交流电压挡测出原、副线圈两端电压，记录到表格中． ②保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，用多用电表交流电压挡测出原、副线圈两端电压，记录到表格中．
尖子生好方法:听课时应该始终跟着老师的节奏，要善于抓住老师讲解中的关键词，构建自己的知识结构。利用老师讲课的间隙，猜想老师还会讲什么，会怎样讲，怎样讲会更好，如果让我来讲，我会怎样讲。这种方法适合于听课容易分心的同学。
一、“超前思考，比较听课”
什么叫“超前思考，比较听课”？简单地说，就是同学们在上课的时候不仅要跟着老师的思路走，还要力争走在老师思路的前面，用自己的思路和老师的思路进行对比，从而发现不同之处，优化思维。

2024届高考物理一轮复习第12章实验15探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系学案

探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系教材原型实验实验原理与操作[典例1](2022·广东云浮质检)物理研究课上，同学们用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。

可拆变压器如图甲、乙所示：甲可拆变压器零部件乙组装后的变压器(1)下列说法正确的是________；A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数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．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量E．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F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用(2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。

原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。

下列说法正确的是________。

丙A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起[解析](1)为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得副线圈电压较小，故A错误；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“交流电压挡”，故B错误；实验时可采用控制变量法，先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故D正确；变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故E错误，F正确。