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交变电流传感器第十一章实验15探究变压器电压与线圈匝数的关系01主干回顾·强化根基[实验目的]在U1一定时，探究n1、n2对U2的影响[实验原理](1)实验电路图：(2)实验方法采用控制变量法①n1一定，研究n2和U2的关系．②n2一定，研究n1和U2的关系．[实验器材]学生电源(低压交流，小于12V,1个、可拆变压器1个、多用表(交流电压挡)1个、导线若干[实验过程]一、实验步骤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．表格一U1＝5V，n1＝400匝实验次数123n2/匝U2/V(1)选择n1＝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．(2)将选择开关调至使原线圈两端电压为5V，如图甲所示．(3)将多用电表与副线圈n2＝200匝的接线柱相连接，如图乙所示．读出副线圈两端的电压U2.(4)将n2、U2、n1、U1记录在表格一中．(5)保持n1＝400匝，U1＝5V不变．将多用电表与副线圈n2＝800匝的接线柱相连接，如图丙所示．读出副线圈两端的电压U2.(6)将n2、U2记录在表格一中．(7)保持n1＝400匝，U1＝5V不变．将多用电表与副线圈n2＝1400匝的接线柱相连接，如图丁所示．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U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响．表格二U1＝5V，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)将选择开关拔至5V挡．实验次数123n2/匝U2/V(4)将多用电压与副线圈n1＝200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.(5)将n2、U2、n1、U1记录在表格二中．(6)保持n2＝400匝，U1＝5V不变，将连接电源的两根导线与原线圈n1＝800匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.(7)将n1、U2记录在表格二中．(8)保持n2＝400匝，U1＝5V不变，将连接电源的两根导线与原线圈n1＝1400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.(9)将n1、U2的数值记录在表格二中．(10)拆除实验线路，整理好实验器材．二、数据处理分析表格一和表格二可知，理想变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比等于两个线圈的匝数n1、n2之比．[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．[注意事项]1．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，通电时也不要用手接触裸露的导线、接线柱．2．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．3．连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，再请老师确认后才能接通电源．02核心考点·探究突破考点一实验器材的选择[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，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(1)上述器材在本实验中不必用到的是________(填器材前的序号)．(2)本实验中还需用到的器材有_________________________________________________________________________________________________.解析(1)由本实验的实验原理可知，本实验不必用到的器材是B.条形磁铁和C.直流电源．(2)为使实验安全，本实验用到的电源是学生电源，且利用低压交流挡．答案(1)B、C(2)(低压)交流电源考点二实验原理和方法的考查[例2]某同学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，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12V的低压________(选填“交流电源”或“直流电源”)．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________；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”)．上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是________(选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”)．答案交流电源增大减小控制变量法解析变压器不能改变直流电的电压，故电源应为低压交流电源；由n1n2＝U1U2知U2＝n2n1U1，原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数n2，则副线圈两端的电压增大，由U2＝n2n1U1可知n2不变，n1增大，则U2减小．上述实验采用的方法是控制变量法．考点三实验步骤的考[例3]如果把一个可拆变压器看成理想变压器，两个线圈分别为A、B，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．请简要续填实验步骤(写出要测量的物理量，并用字母表示)(1)用长导线绕一个________，作为副线圈替代________.(2)把低压交流电源接A线圈，用多用电表测得A线圈的输入________和绕制线圈的输出________.(3)A线圈的匝数nA＝________解析根据变压器电压比等于匝数比，有UAU＝nAn，所以nA＝UAUn.答案(1)n匝线圈B线圈(2)电压UA电压U(3)UAUn