第十三章

交變電流電磁振蕩和電磁波傳感器

第71講實驗十五探究變壓器原、副線圈

電壓與匝數(shù)的關(guān)系

實驗知識·自主回顧

核心考點·重點突破

提能訓(xùn)練練案[71]

返回導(dǎo)航

實驗知識·自主回顧

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

一、實驗原理

1．實驗電路圖(如圖所示)

2．實驗方法采用控制變量法

(1)n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系。

(2)n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。

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二、實驗器材

學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12V)1個、可拆變壓器1個、多用電

表1個、導(dǎo)線若干。

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三、實驗過程

1．保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究

n2對副線圈電壓U2的影響。

(1)估計被測電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，

若不知道被測電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進行測

量。

(2)組裝可拆變壓器：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電

壓擋測量輸入、輸出電壓。

2．保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈

的匝數(shù)對副線圈電壓的影響，重復(fù)1中步驟。

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四、數(shù)據(jù)記錄與處理

次序n1(匝)n2(匝)n1∶n2U1(V)U2(V)U1∶U2

1

2

3

4

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五、注意事項

1．在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān)，再進

行操作。

2．為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過12V，通電時不能用

手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。

3．為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量

程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量。

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核心考點·重點突破

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1教材原型實驗

(基礎(chǔ)考點·自主探究)

【跟蹤訓(xùn)練】

1(實驗原理、實驗器材和誤差分析)某實

驗小組用如圖1所示電路探究“變壓器的電

壓與匝數(shù)的關(guān)系”，圖中變壓器為可拆變

壓器。

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實驗提供的器材有

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(1)電源應(yīng)選________，測量電壓應(yīng)選________(均選填字母代號)。

(2)若用匝數(shù)N1＝100匝和N2＝200匝的變壓器做實驗，在原線圈N1的

兩端分別加上2V、4V、6V和8V的電壓，測量出副線圈兩端的相應(yīng)的

電壓，記錄在下面的表格中。表格中第2次實驗，副線圈上電壓的示數(shù)

如圖2所示，電壓量程為0～10V交流電壓擋，讀數(shù)為________，并計算

出此次實驗U1∶U2＝________。

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(3)實驗可得結(jié)論_________________________________________。

(4)導(dǎo)致實驗誤差的原因可能是________。

A．原線圈所加電壓小

B．變壓器的鐵芯漏磁

C．變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流

[答案](1)BD(2)7.91∶1.98(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，理想

變壓器的原線圈與副線圈的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比(4)BC

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[解析](1)實驗需要提供交流電源，干電池只能提供直流電源，所

以電源應(yīng)選學(xué)生電源。

實驗中要測量的是交流電壓，故不能選直流電壓表，只能選用多用

電表。

(2)電壓量程為0～10V交流電壓擋，交流電壓讀數(shù)為7.9V，則此次

實驗中U1∶U2＝1∶1.98。

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(4)原線圈輸入電壓大小不會影響電壓比和匝數(shù)比，故A錯誤；變壓

器的鐵芯漏磁使得能量損耗，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故B正

確；變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流使得能量損耗，從而會導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比

有差別，故C正確。

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2(對注意事項和實驗操作的考查)在“探究變壓器原、副線圈電壓與

匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中。

(1)為了確保實驗的安全，下列做法正確的是________。

A．為了人身安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過12V

B．連接好電路后，可不經(jīng)檢查電路是否正確，直接接通電源

C．因為使用電壓較低，通電時可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線

柱

D．為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量

程擋試測

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(2)某同學(xué)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗

中，操作步驟如下：

①將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；

②閉合電源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線

圈兩端的電壓；

③將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上，另一

個作為副線圈，接上小燈泡；

④將原線圈與副線圈對調(diào)，重復(fù)以上步驟。

以上操作的合理順序是________(只填步驟前數(shù)字序號)。

[答案](1)D(2)①③②④

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[解析](1)為了人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要

超過12V，故A錯誤；連接好電路后，要先檢查電路是否正確，然后再

接通電源，故B錯誤；通電時，不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線

柱，否則無形之中將人體連在電路中，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，同時也有

安全隱患，故C錯誤；為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓

時，應(yīng)先用最大量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，故D正確。

(2)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，首先

將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)

生電源的交流電源輸出端上，另一個作為副線圈，接上小燈泡；閉合電

源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電

壓；最后將原線圈與副線圈對調(diào)，重復(fù)以上步驟。故合理的順序是

①③②④。

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2創(chuàng)新實驗提升

(能力考點·深度研析)

有一個教學(xué)用的可拆變壓器，其

鐵芯粗細一致，如圖甲所示。它有兩

個外觀基本相同的線圈A、B(內(nèi)部導(dǎo)

線電阻率、橫截面積相同)，線圈外部

還可以再繞線圈。

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(1)某同學(xué)用多用電表的“×1”歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻

值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為________Ω，

由此可推斷________(選填“A”或“B”)線圈的匝數(shù)較多。

(2)如果把該變壓器看作理想變壓器，現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù)，提供

的器材有：一根足夠長絕緣導(dǎo)線，一只多用電表和低壓交流電源。請完

成以下實驗步驟：

①用絕緣導(dǎo)線在線圈B上繞制n匝線圈；

②將A線圈與低壓交流電源相連接；

③用多用電表的“交流電壓”擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和

________(選填“繞制”或“B”)線圈的輸出電壓U；

④則A線