《2025年金版教程高中新课程创新导学案高中物理选择性必修第二册人教版》

实践提升
例1 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”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.220V交流电源
D.条形磁体
E.可拆变压器和导线
F.直流电压表
G.多用电表
(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈两端的电压值。由于交变电流的电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的________(选填“有效”或“最大”)值。其中一次操作后副线圈所接多用电表示数如图所示，此时电表读数为________。

(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成________(选填“正比”或“反比”)，实验中由于变压器的铜损和铁损以及漏磁，导致原线圈与副线圈的电压之比一般________(选填“大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比。
[实践探究](1)为了人身安全，完成该实验应使用哪种电源？
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(2)题图多用电表选择的是什么挡？应按刻度盘哪一行刻度线读数?
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(3)由于铜损和铁损以及漏磁，实际变压器副线圈两端的电压比理论计算值大还是小?
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答案： 实践探究
(1)提示:低压交流电源。
(2)提示:交流电压10V挡。中间一行刻度线。
(3)提示:小。
[规范解答]
(1)“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所以只需要多用电表、低压交流电源以及可拆变压器和导线，故选B、E、G。
(2)多用电表测量的是交流电压的有效值。题图多用电表选用的挡位是交流电压10V挡，由题图可得电表读数为7.2V。
(3)理想变压器没有能量损耗，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和铁损以及漏磁，导致副线圈两端的电压$U_2$较小，所以$\frac{U_1}{U_2}＞\frac{n_1}{n_2}$。
[答案]
(1)BEG
(2)有效 7.2V
(3)正比 大于

[变式训练1] 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中:
(1)下列说法正确的有________。
A.为确保实验安全，实验中要求交流电压不高于36V
B.用多用电表测量副线圈电压时，电压表示数会不断变化
C.研究原线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、副线圈匝数不变，改变原线圈的匝数
(2)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是________。
A.减小涡流，提高变压器的效率
B.增大涡流，提高变压器的效率
C.增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
(3)实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原、副线圈的匝数之比为2∶3，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为________。
A.1.8V
B.2.0V
C.2.2V

答案： 答案
(1)C
(2)A
(3)C
解析
(1)为确保实验安全，实验中要求交流电压不高于12V，故A错误;用多用电表测量副线圈电压时，电压表示数是副线圈两端交变电压的有效值，不会发生变化，故B错误;根据控制变量的思想，可知C正确。
(2)交变电流会产生变化的磁场，在铁芯内部因电磁感应产生涡流，会损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是减小涡流，减小能量损耗，提高变压器的效率，故选A。
(3)若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}$，原、副线圈的匝数之比为2∶3，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的电压理论值为2V。考虑到实验用可拆变压器不是理想变压器，有漏磁、热损耗等现象，则原线圈所接的电压应大于2V，可能为2.2V。故选C。