第3节 科学探究:变压器 第1课时 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 [教材链接] (1)升高 降低 (2)闭合的铁芯 ①电源 初级线圈 ②负载 次级线圈 ③原线圈 U1 ④副线圈 U2 (3)交变电流 交变的磁场 感应电动势 [模型建构] 变压器的构造如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的原线圈和副线圈组成的,与交流电源相连的线圈叫原线圈,与负载相连的线圈叫副线圈. [科学论证] (1)小灯泡能发光.当左边线圈两端加上交变电压时,左边线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生周期性变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律知,在右边线圈中会产生感应电动势,右边线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光. (2)小灯泡不亮.原线圈接到恒定的直流电源上,恒定电流产生恒定磁场,穿过副线圈的磁通量不变,在副线圈中不会产生感应电动势. 例1 BC [解析] 由B∝I,而面积S不变,可知Φ∝I,故A错误.因理想变压器无漏磁,故B正确.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势,符合法拉第电磁感应定律,故C正确.变压器的工作原理是互感现象,原、副线圈并没有直接相连,故D错误. 例2 (1)D (2)在误差允许范围内,变压器原、副线圈的电压比等于匝数比 (3)有漏磁、铁芯发热、导线发热等 [解析] (1)为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不超过12 V,故A错误;实验通电前必须先检查电路连接是否正确,B错误;实验通电时用手接触裸露的导线、接线柱等,会将人体并联进电路中,导致所测数据不准确,同时存在安全隐患,故C错误;使用多用电表测电压时,先用最高量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故D正确. (2)通过分析实验数据可得出的实验结论是,在误差允许范围内,变压器原、副线圈的电压比等于匝数比. (3)电压比与匝数比并不相等,主要原因是变压器是不理想的,故有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响副线圈两端电压. 随堂巩固 1.C [解析] 线圈1中通正弦交流电,该交流电产生变化的磁场,该磁场穿过线圈2而产生感应电动势对手机充电,无线充电利用的是电磁感应原理(互感原理),不是自感原理,故A错误;线圈2产生感应电动势对手机充电,穿过线圈2的磁通量一定发生变化,如果穿过线圈2的磁通量不变,则不会产生感应电动势,无法对手机充电,故B错误;充电过程线圈1产生的磁场能有损失、线圈发热也会造成能量损失,因此充电过程线圈2产生的电能不可能大于线圈1消耗的电能,故C正确;充电过程若将两线圈看作理想变压器,则线圈1和线圈2两端的电压之比等于线圈的匝数之比,由于该过程有漏磁,穿过两线圈的磁通量的变化率不同,因此线圈1和线圈2两端的电压之比与线圈的匝数之比成正相关,故D错误. 2.(1)①③②④ (2)= [解析] (1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中,首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;最后将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤,顺序为①③②④. (2)根据法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈的磁通量的变化率相同,则感应电动势的大小与匝数成正比,两线圈的匝数分别为n1=1600,n2=400,当n1对应原线圈时,U1=16 V,副线圈两端电压U2=4 V,有=;当原线圈与副线圈对调后,U1'=8 V时,U2'=32 V,此时U2'对应n1,而U1'对应n2,有=. 3.(1)ACE (2)nb [解析] (1)为了完成变压器的探究,需要使用交流电源,并用多用电表的交流电压挡测电压;为了让变压效果明显,需要选用含有闭合铁芯的原、副线圈,选项A、C、E正确. (2)由于有漏磁,所以副线圈测量出的电压应该小于理论值,即nb为输入端,na为输出端.第3节 科学探究:变压器 第1课时 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1.D [解析] 变压器是根据电磁 ... ...
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