實驗13探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系實驗原理原線圈通過電流時，鐵芯中產生磁場，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷的變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢，副線圈中就存在輸出電壓。本實驗通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關系。實驗器材兩只多用電表(或兩只交直流數(shù)字電壓表)、學生電源(低壓交流電源)、開關、可拆變壓器、導線若干。實驗過程1.多用電表交流電壓擋量程選擇及讀數(shù)：要先估計被測電壓的大致范圍，再選擇恰當?shù)牧砍?，若不知道被測電壓的大致范圍，則應選擇交流電的最大量程進行測量。2.可拆變壓器的組裝：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯。3.設計實驗數(shù)據(jù)記錄表：n1n2n3n41234.輸入、輸出端電壓的測量：用交流電壓表測量輸入、輸出電壓。5.改變輸入端電壓，重新測量輸入、輸出端電壓：改變輸入電壓，輸出電壓也隨之改變，但是兩者的比值不變。6.對調原、副線圈，重新測量輸入、輸出端電壓：對調原、副線圈后，輸出端電壓發(fā)生變化，兩者的比值為對調前的倒數(shù)。7.改變線圈匝數(shù)，重新測量輸入、輸出端電壓：改變線圈匝數(shù)后，輸出電壓隨之變化，輸入、輸出電壓的比值也隨之變化。8.實驗結果分析及結論得出：在誤差允許的范圍內，變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比，數(shù)學表達式為：。注意事項1.在改變學生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開開關，再進行操作。2.為了人身安全學生電源的電壓不能超過12 V，不能用手接觸裸露的導線和接線柱。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?shù)牧砍踢M行測量?！纠?20174月浙江選考)(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗，必須要選用的是_(多選)。A.有閉合鐵芯的原副線圈；B.無鐵芯的原副線圈；C.交流電源；D.直流電源；E.多用電表(交流電壓擋)；F.多用電表(交流電流擋)。用匝數(shù)na60匝和nb120匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是_(填na或nb)。(2)用如圖1所示的裝置做“探究感應電流方向的規(guī)律”實驗，磁體從靠近線圈的上方靜止下落。當磁體運動到如圖所示的位置時，流過線圈的感應電流方向從_(填“a到b”或“b到a”)。在磁體穿過整個線圈的過程中，傳感器顯示的電流i隨時間t的圖象應該是_。圖1解析(1)為了完成變壓器的實驗探究，需要使用交流電源、多用電表(交流電壓擋)。為了讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原、副線圈，因此正確答案為A、C、E；由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應該小于理論變壓值，即nb為輸入端，na為輸出端。(2)根據(jù)楞次定律可知，進入電流方向與離開時電流方向相反，選項C錯誤；由于離開時速度比進入速度快，即切割磁感線的感應電流要大，選項A正確，B、D錯誤。答案(1)ACEnb(2)b到aA1.(201610月浙江選考)如圖2所示，在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中，下列說法正確的是_(填字母)。圖2A.用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B.測量原、副線圈的電壓，可用“測定電池的電動勢和內阻”實驗中的直流電壓表C.原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱，副線圈電壓大于原線圈電壓D.為便于探究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究其對副線圈電壓的影響答案AD2.在“探究變壓器兩個線圈的電壓關系”的實驗中，操作步驟如下：將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；閉合電源開關、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；將匝數(shù)較多的一組線圈接到學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；將原線圈與副線圈對調，重復以上步驟。(1)以上操作的合理順序是_(只填步驟前數(shù)字序號)；(2)如圖3所示，在實驗中，兩線圈的匝數(shù)n11 600，n2400，當將n1做原線圈時，U116 V，副線圈兩端電壓U24 V；原線圈與副線圈對調后，當U18 V時，U232 V，那么可初步確定，變壓器兩個線圈的電壓U1、U2與線圈匝數(shù)n1、n2的關系是_。圖3解析(1)在“探究變壓器兩個線圈的電壓關系”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、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，重復以上步驟；(2)兩線圈的匝數(shù)n11 600，n2400，當將n1做原線圈時，U116 V，副線圈兩端電壓U24 V；當原線圈與副線圈對調后，U18 V時，U232 V，此時U2為原線圈的電壓，而U1為副線圈的電壓；由上數(shù)據(jù)可得：。答案(1)(2)3.某同學選用匝數(shù)可調的可拆變壓器來“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗，變壓器原線圈兩端所接的電源應是電壓為12 V的低壓_(選填“交流電源”或“直流電源”)。先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓_(選填“增大”“減小”或“不變”)；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓_(選填“增大”“減小”或“不變”)。上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系中采用的實驗方法是_(選填“控制變量法”“轉換法”或“類比法”)。解析變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，故原線圈兩端所接的電源應是電壓為12 V的低壓交流電源；根據(jù)變壓比公式，保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓增大；根據(jù)變壓比公式，保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓減??；上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系中采用的實驗方法是控制變量法。答案交流電源增大減小控制變量法