鲁科版（新教材）2022版高考一轮复习第14章交变电流电磁波传感器实验18探究变压器电压与线圈匝数的关系（物理 学案）

实验十八　探究变压器电压与线圈匝数的关系

(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，使用交流电压挡测量电压时，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．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。

考点1　器材选取与实验操作

典例　在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，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

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，所用电压不要超过12 V

B．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路

C．使用多用电表测量电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量

(3)在实验中，某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

【自主解答】

解析：(1)在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，需要的器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，故选BEG。

(2)变压器能改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联入电路中，导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测量电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。

(3)根据电压比公式 ＝，保持原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，减小原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大。

答案：(1)BEG　(2)A　(3)增大

考点2　数据分析

典例　某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。

(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你觉得正确的接法是a、d端接________(选填“220 V”或“6 V”)。

(2)这台220 V/6 V的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是______匝。

(3)为了进一步探究变压器电压与线圈匝数的关系，他又取匝数Na＝80匝和Nb＝160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是________(选填“Na”或“Nb”)。

【自主解答】解析：(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρ 知，引线要粗，故a、d端接6 V。

(2)根据变压器的工作原理知 ＝，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。

(3)理想变压器可忽略变压器的损耗，但是一些小型的变压器却不能忽略这些损耗，考虑到这些因素，变压器副线圈两端的电压要小于理论值，结合题表中的数据可知接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是Nb。

答案：(1)6 V　(2)11 000　(3)Nb