高考物理复习特训考点十三交变电流电磁振荡与电磁波第103练实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系含解析

第103练　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系　

（时间　15分钟）

1．[2022·北京丰台区5月模拟]利用如图甲所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系．

(1)除图乙中所示器材外，还需要的器材有________；

A．干电池        B．低压交流电源

C．直流电压表    D．多用电表

(2)下列说法正确的是________；

A．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈

B．变压器工作时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”能量的作用

C．理想变压器原、副线圈中的磁通量总是相同的

D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零

(3)由于变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈电压的比值应当________(选填“大于”“等于”或者“小于”)原、副线圈匝数的比值.

2．在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，

(1)为了确保实验的安全，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 V

B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源

C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱

D．为了多用表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测

(2)某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小)，为保证电路中各元件安全，实验结束时，首先应断开________(填选项字母).

A．导线A    B．导线B

C．开关C    D．导线D

(3)如图，当左侧线圈“0”“16”间接入12 V交变电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压可能是________．

A．6 V    B．4.3 V

C．2.1 V

第103练　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

1．答案：（1）BD　（2）BC　（3）大于

解析：（1）实验中若用干电池，变压器不能互感变压，必须要有低压交流电源提供交流电，B需要；需要用多用电表测量电压，D需要；综上所述需要的实验器材为BD.（2）变压器是通过互感工作的，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A项错误；变压器工作时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”能量的作用，故B项正确；理想变压器的原、副线圈通过铁芯共用同一个磁场，则两线圈的磁通量总是相同的，磁通量的变化率也相同，故C项正确；变压器的原线圈两端电压由发电机提供，所以副线圈上不接负载时，原线圈两端的电压不变，故D项错误．（3）根据变压器原理可知原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比，实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损等，变压器的铁芯会损失一部分的磁通量，所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，则原线圈与副线圈电压的比值一般大于原线圈与副线圈匝数的比值．

2．答案：（1）D　（2）A　（3）C

解析：（1）为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V，故A错误；连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，B错误；为了保证人体安全，即使使用电压较低，通电时，也不可直接用手接触裸露的导线、接线柱，故C错误；为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，应先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故D正确．（2）实验结束时，应先把电压表从电路中断开，否则在断开开关瞬间，线圈由于自感会产生较高的电压烧毁电压表，故应先断开导线A，故A正确．（3）当左侧线圈“0”“16”间接入12 V交变电压时，左侧线圈的匝数为16n，右侧线圈接“0”“4”接线柱时，右侧线圈的匝数为4n，其中n为某一个常数；理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系为：＝，如果是理想变压器，则“0”“4”接线柱间输出的电压是3 V，实验中考虑到漏磁、绕组导线中产生的焦耳热等因素，所以“0”“4”接线柱间输出的电压要小于3 V，故A、B错误，C正确．