資源簡介

第三章　3　第2課時
基礎達標練
1．(2024·河南高二期末)某同學從家里舊電器上拆得一環形變壓器(如圖)，但變壓器的銘牌已經污損無法看清參數。該同學利用高中所學知識來探究該變壓器原﹑副線圈兩端的電壓與匝數之間的關系，操作步驟如下：
(1)確定繞組：結合銘牌殘存數據可知圖中1、2為輸入端，3、4和5、6為兩次級繞組輸出端，用多用電表歐姆擋測量發現都導通。
(2)測量變壓器的初級(原)兩次級(副)線圈匝數分別為n1、n2和n3：先在該變壓器閉合鐵芯上緊密纏繞n＝80匝漆包細銅線，并將理想交流電壓表接在細銅線兩端；然后在初級線圈(1、2端)上輸入有效值為220 V的交流電，若理想交流電壓表的示數為4.0 V，則初級線圈的匝數n1＝_________；把理想交流電壓表分別接在3、4和5、6端，示數分別為12.0 V、5 V，則次級線圈的匝數n2＝_________，n3＝_________。
(3)該同學通過裸露部分觀察發現該變壓器使用了兩種規格的銅線繞制，結合前面數據可以推測其中較粗的銅線屬于_________(填“初級線圈”或“次級線圈”)。
(4)考慮到變壓器工作時有漏磁損失，實驗中測得的原線圈匝數_________(填“大于”“等于”或“小于”)原線圈的實際匝數。
答案：(2)4 400　240　100　(3)次級線圈　(4)大于
解析：(2)根據理想變壓器變壓規律得＝，＝，＝，解得n1＝4 400，n2＝240，n3＝100。
(3)由實驗數據可知變壓器為降壓變壓器，次級線圈電流大一些，所以需要較粗銅線繞制。
(4)變壓器的鐵芯漏磁，會造成副線圈電壓實際值比理論值小，故實驗中測得的原線圈匝數大于原線圈的實際匝數。
2．(2024·遼寧高二開學考試)在“探究通過變壓器原、副線圈的電流與匝數的關系”實驗中。
(1)以下給出的器材中，本實驗需要用到的有______(填選項字母)
A　　 　B
C　 D　 E
(2)在實際實驗中，將電源接在匝數為1 000匝的原線圈兩端，副線圈的匝數為500匝，用多用電表測得通過副線圈的電流為0.40 A，則通過原線圈的電流可能為_________。
A．0.05 A B．0.10 A
C．0.15 A D．0.25 A
(3)如圖所示為利用變壓器原理進行遠程輸電的電路，交流發電機的輸出電壓為U，采用圖示理想變壓器輸電，升壓變壓器原、副線圈匝數之比為k1，降壓變壓器原、副線圈匝數之比為k2，輸電導線電阻為r，用戶的工作電壓也為U。輸電線上損失的功率為_________。
答案：(1)BDE　(2)D　(3)
解析：(1)給出的器材中，本實驗需使用學生電源輸出交流電壓，需使用多用電表的交流擋測電壓，需使用可拆變壓器探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系，故BDE正確。
(2)若為理想變壓器，由I1n1＝I2n2，可得I1＝0.20 A，考慮到實際實驗中，有漏磁等現象，通過原線圈的電流應大于0.20 A，則通過原線圈的電流可能為0.25 A。故選D。
(3)升壓變壓器副線圈的電壓U2＝，降壓變壓器原線圈電壓U3＝k2U，損失的功率ΔP＝2·r＝。
3．(2024·浙江金華高二期末)(1)某興趣小組要用圖甲所示電路測定一個電容器的電容，已知定值電阻R0＝100 Ω，現利用計算機軟件測出電容器放電時的i－t圖線如圖乙所示，測出i－t曲線和兩坐標軸所圍的面積為43.2 mA·s，則電容器的電容C＝_________F。(結果保留兩位有效數字)
(2)某興趣小組用如圖甲所示的可拆變壓器進行“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗。要安全、順利地完成本實驗，除有閉合鐵芯的原、副線圈外，還必須要選用的器材是_________。
A 　　 　B
C 　　　　　 　 D
答案：(1)4.8×10－3　(2)BD
解析：(1)i－t圖像與坐標軸圍成的面積為43.2 mA·s，則電容器充滿電時的所帶的電荷量為Q＝43.2 mA·s＝0.043 2 C，由i－t圖像可知，電容器放電時的最大電流為Im＝90 mA＝0.09 A，則電容器充滿電荷時的電壓為U＝ImR0＝9 V，所以電容器的電容為C＝＝＝4.8×10－3 F。
(2)要探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系，應使用學生用低壓交流電源，不能用干電池；要測量交流電壓，不能使用普通的電壓表，應使用多用電表的交流電壓擋。故選BD。
能力提升練
4．用可拆變壓器、學生電源、多用電表等器材“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”，若原、副線圈匝數比為2∶1，輸入電壓U1＝10 V，輸出電壓為U2，下列選項錯誤的是( 　 )
A．實驗時U1不要超過12 V，且不要用手接觸裸露的導線及接線柱
B．原線圈應接學生電源的“DC”輸出端
C．若測得U2＝4.8 V，可能原因是變壓器工作時存在能量損失
D．若測得U2＝1.8 V，可能原因是變壓器工作時存在“漏磁”
答案：B
解析：為了人身安全，實驗時U1不要超過12 V，且不要用手接觸裸露的導線及接線柱，故A正確；變壓器原線圈應接交流電，故應接學生電源“AC”輸出端，故B錯誤；根據變壓器工作原理＝，解得U2＝5 V，若測得U2小于5 V，主要原因是變壓器是不理想的，故有漏磁、鐵芯發熱，導線發熱導致能量損失等可能，故C、D正確。故選B。
5．(2023·南通高二階段練習)某學習小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數關系的實驗中，采用了可拆式變壓器，鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，如圖所示：
(1)下列說法正確的是_________。
A．為保證實驗安全，原線圈應接低壓直流電源
B．變壓器中鐵芯是整塊硅鋼
C．保持原線圈電壓及匝數不變，可改變副線圈的匝數，研究副線圈的匝數對輸出電壓的影響
D．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過鐵芯導電輸送到副線圈
(2)實驗過程中，變壓器的原、副線圈選擇不同的匝數，利用多用電表測量相應電壓，記錄如下，由數據可知N1一定是_________(填“原”或“副”)線圈的匝數。
根據表格中的數據，在實驗誤差允許的范圍內，可得出原副線圈兩端電壓與匝數的關系：_______________________。
N1/匝 100 100 200 200
N2/匝 200 400 400 800
U1/V 2.1 1.95 5.22 2.35
U2/V 4.28 8.00 10.60 9.64
(3)學習小組觀察實驗室中一降壓變壓器的兩個線圈的導線，發現導線粗細不同，結合以上實驗結論，應將較細的線圈作為_________(填“原”或“副”)線圈。
答案：(1)C　(2)副　原、副線圈兩端電壓U與匝數N成正比　(3)原
解析：(1)變壓器改變的是交流電壓，因此原線圈不能接低壓直流電源，選項A錯誤；因為變壓器的工作原理是電磁感應，如果變壓器鐵芯是用整塊鐵芯，則在電磁場的作用下，會產生很大的渦流發熱，當熱量達到一定程度時，會損壞鐵芯和線圈，故不能用整塊硅鋼，選項B錯誤；研究變壓器電壓和匝數的關系，用到控制變量法，可以先保持原線圈電壓、匝數不變，改變副線圈匝數，研究副線圈匝數對副線圈電壓的影響，選項C正確；變壓器的工作原理是電磁感應現象，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，鐵芯起到傳遞磁場能的作用，而不是靠鐵芯導電來傳輸電能，選項D錯誤。故選C。
(2)由數據可知N1一定是副線圈的匝數；由表可知，在誤差范圍內，原、副線圈兩端電壓U與匝數N成正比，則＝。
(3)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，因為是降壓變壓器，所以副線圈的電壓小于原線圈的電壓，而功率又相等，所以副線圈的電流大于原線圈的電流，為了減少功率損失，根據電阻定律可知副線圈應用較粗的銅導線繞制，故應將較細的線圈作為原線圈。
6．(2024·重慶渝中高二階段練習)物理興趣小組用可拆變壓器“探究變壓器原副線圈電壓與匝數的關系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。
(1)為實現探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學探究方法是_________。
A．控制變量法 B．等效替代法
C．演繹法 D．理想實驗法
(2)若變壓器原、副線圈匝數分別選擇n1＝800匝、n2＝400匝，原線圈與10 V正弦式交流電源相連，用理想電壓表測得輸出電壓U2＝3 V，輸出電壓測量值明顯小于理論值，可能的原因是_________。
A．原線圈匝數n1少于800匝
B．副線圈匝數n2多于400匝
C．副線圈阻值較大
D．鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上
(3)等效法、理想模型法是重要的物理學方法，合理采用物理學方法會讓問題變得簡單，這體現了物理學科“化繁為簡”之美。圖為某電學儀器原理圖，變壓器原副線圈的匝數分別為n1、n2。若將右側實線框內的電路等效為一個電阻，可利用閉合電路的規律解決如下極值問題：在交流電源的電壓有效值U0不變的情況下，在調節可變電阻R的過程中，當＝_________時，R獲得的功率最大。
答案：(1)A　(2)D　(3)2
解析：(1)該探究過程采用的科學探究方法是控制變量法，故選A。
(2)根據＝，若原線圈匝數n1少于800匝，則副線圈電壓應該大于5 V，故A錯誤；根據＝，副線圈匝數n2多于400匝，則副線圈電壓應該大于5 V，故B錯誤；副線圈阻值較大，不影響次級電壓，故C錯誤；鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，則變壓器會“漏磁”，則副線圈電壓小于5 V，故D正確。
(3)根據變壓器的原理可知U0＝U1＋I1R0，＝，＝，I2＝，解得R′＝＝2R，將U0等效為電源電動勢，R0等效為電源內阻，R′等效為外電阻，則R消耗功率最大時，則R′＝R0，此時＝2。
7．某同學利用實驗室中的自耦變壓器做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數關系”的實驗。圖甲為變壓器的實物圖，圖乙為其內部結構圖，圖丙為實驗原理圖。除自耦變壓器外實驗室還提供了如下器材。
A．直流電壓表；B.多用電表；C.220 V交流電源；D.交流學生電源；E.低壓直流電源；F.滑動變阻器“20 Ω　2 A”；G.滑動變阻器“5 Ω　0.5 A”；H.開關、導線若干。
回答下列問題：
(1)實驗中電源應選用_________，測量電壓的電表應選用_________，滑動變阻器應選用_________。
(2)實驗中原線圈的匝數用圖甲刻度盤上的_________表示，副線圈的匝數用圖甲刻度盤上的手柄上的指針指示刻度表示。
(3)為了實驗過程中的安全，下列做法正確的是_________。
A．為了人身安全，只能使用低壓電源，所用電壓不要超過12 V
B．連接好電路后，應先檢查電路連接是否正確，再接通電源進行實驗
C．因為使用電壓較低，通電時可用手直接接觸裸露的導線、接線柱
D．為了測量電表的安全，測量電壓時，先選用最大量程試測
(4)實驗中想通過調節滑動變阻器改變副線圈上的電壓，是否可行？_________。
(5)下表為某次實驗得到的數據，從數據上發現電壓比總小于匝數比，除測量誤差外造成這一結果的主要原因是(說出兩個原因)：①__________________；②____________________________。
實驗數據記錄表(表盤總刻度為240 U1＝12 V)
實驗次數 1 2 3 4 5
指針指示刻度 40 60 80 120 200
U2/N 1.90 2.92 3.94 5.96 9.98
答案：(1)D　B　F　(2)總刻度　(3)ABD　(4)不可行　(5)有漏磁(磁損)　鐵芯發熱(鐵損)或線圈導線發熱(線圈有電阻)
解析：(1)變壓器工作必須針對交流電，為了確保安全，選用交流學生電源D；由于測量的是交流電壓，因此選用多用電表B的交流擋位；為確保安全，選用額定電流為2 A的滑動變阻器F。
(2)原線圈的匝數是線圈的總匝數，用圖甲刻度盤上的總刻度表示。
(3)在實驗中為了確保人身安全，需要使用低壓電源，且電壓不要超過12 V，A正確；為了確保安全，實驗時，連接好電路后，應先檢查電路連接是否正確，再接通電源進行實驗，B正確；即使使用電壓較低，為了確保實驗數據的可靠精確性，通電時也不能用手直接接觸裸露的導線、接線柱，C錯誤；為了測量電表的安全，測量電壓時，先選用最大量程試測，再選用小一點的量程，確保精度，D正確。故選ABD。
(4)根據變壓器的電壓匝數關系可知，副線圈兩端電壓由原線圈電壓與匝數比決定，與滑動變阻器的阻值大小無關，因此實驗中想通過調節滑動變阻器改變副線圈上的電壓，不可行。
(5)由于電壓比總小于匝數比，說明副線圈中磁通量的變化率總小于原線圈中磁通量的變化率，原因在于該變壓器并不是理想的變壓器，在實際運用中既有有漏磁(磁損)，又有鐵芯發熱(鐵損)或線圈導線發熱(線圈有電阻)。
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第三章　交變電流
3．變壓器
第2課時　探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系
實驗必備·合作探究
1．實驗目的
探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系。
2．實驗原理
(1)如圖所示，變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的。電流通過原線圈時在鐵芯中產生磁場，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢，副線圈就存在輸出電壓。
(2)本實驗通過與副線圈相連接的多用電表，觀察原線圈電壓變化時，副線圈輸出電壓的變化；通過改變原、副線圈匝數，探究原、副線圈的電壓比與匝數比的關系。
3．實驗器材
可拆變壓器(鐵芯、兩個已知匝數的線圈)、多用電表、低壓交流電源、導線若干。
4．實驗過程
(1)保持原線圈的匝數n1＝400匝和電壓U1＝5 V不變，改變副線圈的匝數n2 ，研究n2對副線圈電壓U2的影響。
①選擇原線圈的匝數n1＝400匝，用導線將變壓器原線圈接在學生電源的交流輸出接線柱上，將選擇開關調至使原線圈兩端電壓為5 V。將多用電表與原線圈n1＝400匝的接線柱相連接，檢查原線圈的電壓是否為5 V，如圖甲。
表格一　U1＝5 V，n1＝400匝
實驗次數 1 2 3
n2/匝
U2/V
②將多用電表與副線圈n2＝200匝的接線柱相連接，如圖乙，讀出副線圈兩端的電壓U2。將n2、U2的數值記錄在表格一中。
③將多用電表與副線圈n2＝800匝的接線柱相連接，如圖丙，讀出副線圈兩端的電壓U2。將n2、U2的數值記錄在表格一中。
④將多用電表與副線圈n2＝1 400匝的接線柱相連接，如圖丁，讀出副線圈兩端的電壓U2。將n2、U2的數值記錄在表格一中。
(2)保持副線圈的匝數n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數對副線圈電壓的影響。
表格二　U1＝5 V，n2＝400 匝
實驗次數 1 2 3
n1/匝
U2/V
①將1中的原線圈作為副線圈，副線圈作為原線圈。選擇n2＝400匝，用導線將變壓器原線圈接在學生電源的交流輸出接線柱上。
②將選擇開關撥至5 V擋。
③將多用電表與原線圈n1＝200匝的接線柱相連接，讀出副線圈兩端的電壓U2。將n1、U2的數值記錄在表格二中。
④保持n2＝400匝，U1＝5 V不變，將連接電源的兩根導線與原線圈n1＝800匝的接線柱相連接，讀出副線圈兩端的電壓U2。將n1、U2的數值記錄在表格二中。
⑤保持n2＝400匝，U1＝5 V不變，將連接電源的兩根導線與原線圈n1＝1 400匝的接線柱相連接，讀出副線圈兩端的電壓U2。將n1、U2的數值記錄在表格二中。
⑥拆除實驗線路，整理好實驗器材。
5．數據處理
分析表格一和表格二數據可知，理想變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比等于兩個線圈的匝數n1、n2之比。
6．誤差分析
(1)由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴格相等造成誤差。
(2)原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成誤差。
(3)鐵芯中有磁損耗，產生渦流，造成誤差。
(4)多用電表的讀數存在誤差。
7．注意事項
(1)要事先推測副線圈兩端電壓的可能值。
(2)為了人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過12 V，即使這樣，通電時不要用手接觸裸露的導線、接線柱。
(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋測試，大致確定電壓后再選擇適當的擋位進行測量。
(4)連接電路后要由同組的幾位同學分別獨立檢查，然后請老師確認，只有這樣才能接通電源。
(5)在改變學生電源、線圈匝數前均要先斷開開關，再進行操作。
實驗研析·創新應用
探究?
教材原型實驗
1．(2024·山東青島高三期末)某同學利用自耦變壓器探究降壓時“變壓器線圈兩端的電壓與匝數關系”的實驗，變壓器結構圖如圖所示。
典|例|剖|析
回答下列問題：
(1)實驗過程中為了安全選用了學生電源供電，連接電路時，應該將學生電源_________(選“直流”或“交流”)接線柱和自耦變壓器的_________(選“AB”或“CD”)接線柱相連接；
(2)在測量變壓器副線圈上電壓時，選用了多用電表進行測量，如果某次實驗副線圈上的電壓大約為6 V，則多用電表擋位選擇開關應該旋至哪個位置？_________；正確選擋開始實驗，刻度盤指針如圖，讀數為_________V；
(3)實驗時保持變壓器原線圈輸入電壓不變，調節旋鈕P的位置并記錄數據，從所得數據發現原、副線圈電壓比總是略大于對應匝數比，造成這一誤差的原因可能是(說出一條即可)________________________。
答案：(1)交流　AB　(2)交流10 V　6.4
(3)有漏磁現象，鐵芯內有渦流，線圈上有電阻
解析：(1)變壓器工作需接交流電，為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數大于副線圈匝數，讓副線圈上得到較低的電壓，故電源連接自耦變壓器的AB接線柱。
(2)實驗副線圈上的電壓大約為6 V，則多用電表檔位選擇交流10 V；由圖可知，電壓擋10 V的量程精度為0.2 V，則讀數估讀到0.1 V，故示數為6.4 V。
(3)主要原因是變壓器不是理想變壓器，有漏磁現象、鐵芯內有渦流發熱、導線線圈有電阻發熱等能量損耗，使副線圈兩端電壓偏低。
(多選)(2023·安徽高二期中)某班物理實驗課上，同學們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數的關系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。
對點訓練
(1)下列說法正確的是_________。
A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數小于副線圈匝數
B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時可以選用多用電表的“直流電壓擋”
C．可以先保持原線圈電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數，研究副線圈匝數對副線圈電壓的影響
D．變壓器鐵芯是由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼
(2)小明同學把交流電源接在原線圈兩端，調節學生電源使輸出電壓為30 V，用多用電表交流電壓10 V擋測量副線圈兩端電壓，測量結果如圖丙所示，則示數為_________V，原、副線圈匝數比最有可能的值是_________。(填選項前字母)
A．4∶1
B．5∶1
C．6∶1
D．9∶1
答案：(1)CD　(2)4.4　C
解析：(1)為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數大于副線圈匝數，讓副線圈上得到較低的電壓，故A錯誤；變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應當用多用電表的“交流電壓擋”，故B錯誤；可以先保持原線圈電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數，研究副線圈匝數對副線圈電壓的影響，故C正確；變壓器鐵芯是由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這樣設計的原因是為了減小渦流，提高變壓器的效率，故D正確。
(2)由圖丙可知，電壓擋10 V的量程精度為0.2 V，則讀數估讀到0.1 V，故示數為U2＝4.4 V。
探究?
創新拓展實驗
本實驗的創新有兩個視角：
視角一：不改變實驗原理，改變實驗目的，在原線圈兩端電壓和匝數一定時，用多用電表測出副線圈兩端電壓就可以求出副線圈的匝數。
視角二：不改變實驗裝置和實驗目的，還可以探究變壓器是否是理想變壓器。
要|點|提|煉
2．如果把一個可拆變壓器看成理想變壓器，兩個線圈分別為A、B，現要測量A線圈的匝數，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源。
(1)請簡要敘述實驗步驟____________(寫出要測的物理量，并用字母表示)。
(2)A線圈的匝數為nA＝_________。(用所測物理量符號表示)
典|例|剖|析
解析：(1)①用長導線繞一個n匝線圈，作為副線圈替代A線圈。
②把低壓交流電源接B線圈，用多用電表交流電壓擋測得繞制的線圈的輸出電壓U。
③用A線圈換下繞制的線圈用多用電表交流電壓擋測得A線圈的輸出電壓UA。
對點訓練
分壓特性曲線對應圖乙中的_________(選填“B”或“C”)；則限流式接法中滑動變阻器最大阻值的選擇依據是_________。
(2)某實驗小組用如圖丙所示的實驗裝置探究“變壓器的電壓與匝數的關系”；
某次實驗中，用匝數na＝200匝和nb＝400匝的線圈進行實驗，測得數據如圖丁所示，則原線圈的匝數為_________(選填“na”或“nb”)，電壓比和匝數比不嚴格相等，原因有_____________________________。
答案：(1)C　R≈Rx　(2)nb　漏磁、鐵芯發熱、導線發熱
課堂達標檢測
1．(2024·北京房山高二期中)利用如圖所示的裝置可以探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系：
(1)(多選)除圖中所示器材外，還需要的器材有_________。
A．干電池 B．低壓交流電源
C．直流電壓表 D．交流電壓表
(2)(多選)下列說法正確的是_________。
A．變壓器工作時，通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈
B．變壓器工作時在原線圈上將電能轉化為磁場能，在副線圈上將磁場能轉化為電能
C．理想變壓器輸入功率等于輸出功率，沒有能量損失
D．變壓器副線圈上不接負載時，原線圈兩端電壓為零
(3)實驗中，圖中變壓器的原線圈接“0,800匝”接線柱，所接電源電壓為交流10.0 V，副線圈接“0,400匝”接線柱，則副線圈兩端電壓是_________。
A．20.0 V B．15.0 V
C．5.0 V D．2.5 V
答案：(1)BD　(2)BC　(3)D　(4)>
解析：(1)變壓器只能改變交流電的電壓，必須要有低壓交流電源提供交流電，故B正確，A錯誤；原線圈輸入交流電壓，副線圈輸出交流電壓，故應用交流電壓表測量輸入和輸出電壓，故D正確，C錯誤。
(2)變壓器的工作原理是電磁感應現象，而不是通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈的，故A錯誤；變壓器工作時在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，故B正確；理想變壓器不漏磁、無能量損失，輸入功率和輸出功率相等，故C正確；變壓器的原線圈兩端電壓由發電機提供，副線圈上不接負載時，原線圈兩端的電壓不變，故D錯誤。
(4)根據理想變壓器原理可知，原副線圈兩端電壓之比等于原副線圈匝數之比，即變壓器原、副線圈電壓應與其匝數成正比，實驗中由于變壓器的銅損、磁損和鐵損，導致變壓器的鐵芯損失一部分能量，所以副線圈上的電壓的實際值一般略小于理論值，所以實驗測得的原、副線圈的電壓比應當大于原、副線圈的匝數比。
2．(2024·福建三明高二期末)某同學用匝數可調的可拆變壓器來探究“變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”：
(1)下列操作正確的是_________。
A．原線圈接學生電源直流電壓，電表置于直流電壓擋
B．原線圈接學生電源交流電壓，電表置于交流電壓擋
(2)如圖甲所示，一變壓器的副線圈匝數模糊不清，該同學為確定其匝數，原線圈選擇“0”“8”(×100匝)接線柱，測得電源電壓為10.0 V，副線圈電壓為4.9 V，則此時接入的副線圈可能是_________。
A．“0”“2”接線柱 B．“0”“4”接線柱
(3)如圖乙所示，探究鐵芯在變壓器中的用途時，該同學先將上方的鐵芯取出，再將鐵芯緩慢向左水平推入，則觀察到小燈泡亮度變化與鐵芯作用分析正確的是_________。
A．小燈泡變亮
B．小燈泡變暗
C．鐵芯起到傳送能量的作用
D．若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象更明顯
(4)你認為該實驗的系統誤差主要來源是________________________ __________________ (寫出一條即可)。
答案：(1)B　(2)B　(3)AC　(4)線圈和鐵芯有一定的電阻與漏磁
解析：(1)變壓器在交流電條件下才能正常工作，故A錯誤，B正確。
(3)變壓器的鐵芯的作用是導磁，盡量減少漏磁，其起到傳遞能量的作用，故A、C正確，B錯誤；銅不能被磁化，因此不能導磁，若將鐵芯換成等大的銅塊，則實驗現象不明顯，故D錯誤。
(4)實際的變壓器的線圈有一定的電阻，且鐵芯處存在漏磁，則實驗的系統誤差主要來源是線圈和鐵芯有一定的電阻與漏磁。
3．(2024·山西河津市高二期中)功放內部的變壓器一般為環狀，簡稱環牛(環牛效率極高，可看成理想變壓器)，如圖所示，某同學探究變壓器輸出電壓與輸入電壓間的關系，并測量原、副線圈匝數。
實驗器材有：一個輸出電壓可調的交流和直流兩用穩壓電源、多用電表、絕緣漆包線、可拆的環牛變壓器。
實驗步驟：
①用漆包線在環牛鐵芯上繞30匝，將繞制的線圈兩端的絕緣漆刮去；將穩壓電源電壓調至U2，變壓器副線圈接電源，用多用電表測量新繞制線圈兩端電壓U3；
②多次改變接到副線圈的電源電壓U2，重復步驟①，得到多組U2、U3數據，記錄在表格中；
③作出U2(縱軸)－U3(橫軸)圖像(國際單位)，圖像為過原點的直線，求得圖像的斜率為5.0；
④將多用電源電壓調至18 V，接到原線圈兩端，此時多用電表測得副線圈兩端電壓為4.5 V。
(1)實驗中線圈接電源時應接電源的_________(填“交流”或“直流”)輸出端，多用電表測量電壓時應將選擇開關撥到_________(填“直流電壓”或“交流電壓”)擋。
(2)由實驗得到的U2－U3圖像可知，變壓器中輸出電壓與輸入電壓成_________(填“正比”或“反比”)關系。
(3)該變壓器原線圈有_________匝。
答案：(1)交流　交流電壓　(2)正比　(3)600
解析：(1)實驗要探究變壓器電壓與匝數關系，用到交流電源，因此線圈兩端要接到電源的交流輸出端；測量電壓時多用電表應將選擇開關撥到交流電壓擋。
(2)由U2－U3圖像為過原點的直線可知，變壓器輸出電壓與輸入電壓成正比。

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