第3节 科学探究：变压器
第1课时 探究变压器电压与线圈匝数的关系
一、实验目的
研究变压器电压与线圈匝数间的定量关系。
二、实验器材
可拆变压器、低压交流电源、交流电压表、带夹的导线。
三、实验原理与设计
当交流电压接入原线圈时，它所产生变化的磁场就会在副线圈中产生感应电动势，用电压表可分别测出原、副线圈两端的电压U1、U2，保持原线圈匝数n1不变，改变副线圈的匝数n2，即可探究U1、U2与n1、n2的关系。
四、实验步骤
（1）按照如图所示的电路图连接实验器材，其中，原线圈的匝数选择n1＝400匝，读出电压表V1的示数U1。
（2）保持U1、n1均不变，将副线圈的匝数依次选为200匝、800匝、1 600匝，读出电压表V2的示数U2，并记录在如下表格中。
原线圈匝数n1（匝） 输入电压U1（V） 副线圈匝数n2（匝） 输出电压U2（V）
400 200
400 800
400 1 600
（3）改变原线圈两端的电压U1，重复上述实验。
五、实验结论
多次实验表明，在误差允许范围内，变压器原、副线圈电压之比近似等于其匝数之比，即＝。
六、注意事项
（1）在改变电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。
（2）为了保证人身安全，电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱。
（3）为了保证交流电压表的安全，测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
七、实验误差来源
（1）实验变压器不是理想变压器，存在能量损耗。
（2）电表的读数存在误差。
题型一 实验原理与操作
【典例1】 在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，实验室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.条形磁体
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必须要选用的是 （选填器材前的序号），本实验还一定要用到的器材有 。
（2）用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表。
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 （选填“na”或“nb”）。
尝试解答
某实验小组用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 ；
（2）在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
题型二 数据处理与分析
【典例2】 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是 。
A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V
B.连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源
C.因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）多用电表刻度盘上交流电压的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。
（3）某实验小组通过实验，记录的数据如表所示。
原线圈匝数n1（匝） 100 200 400 400
副线圈匝数n2（匝） 400 400 200 800
原线圈两端 的电压U1（V） 1.96 4.90 8.00 4.86
副线圈两端 的电压U2（V） 7.80 9.76 3.90 9.64
通过分析实验数据可得出的实验结论是 。
（4）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00 V和3.90 V，据此可知电压比与匝数比并不相等，主要原因是 （至少说出两个原因）。
尝试解答
（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不需要用到的有 。
（2）若在实验中用匝数n1＝400匝和n2＝800匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示，电源与原线圈连接。根据测量数据，下列说法正确的是 。
实验次数 电压 1 2 3 4
U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40
U2/V 2.00 3.01 4.02 5.02
A.n1一定是原线圈 B.n2一定是原线圈
C.n1可能是副线圈 D.n2可能是副线圈
题型三 实验拓展与创新
【典例3】 某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与线圈匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是 。
A.为确保实验安全，实验中一般要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B.变压器的原线圈接低压交流，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C.可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D.测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
（2）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是 。
A.与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B.若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C.若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起
尝试解答
某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个将交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。
（1）他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是a、d端接 （选填“220 V”或“6 V”）。
（2）这台220 V/6 V的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是 匝。
1.在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压随时间变化的关系式u＝Umsin 100πt （V），线圈b接小灯泡，如图所示。该同学所用的线圈电阻忽略不计，则（ ）
A.线圈b两端电压的频率为100 Hz
B.适当增加原线圈a的匝数，小灯泡变亮
C.换一个电阻更小的灯泡，电源的输出功率增大
D.将线圈a改接在学生电源直流输出端，小灯泡也能发光
2.某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了由完全相同的导线绕成的不同匝数A、B线圈的电阻值分别为12 Ω和3 Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的线圈A接12 V低压交流电源上，右边的线圈B接一个标称为“3.0 V、1.0 A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合开关S1，断开开关S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。下列正确的说法是（ ）
A.线圈A、B的匝数之比是1∶4
B.电压传感器示数为一个定值
C.穿过线圈B的最大磁通量在逐渐增加
D.铁芯完全闭合后再闭合开关S2，小灯泡能正常发光
3.在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究。
（1）实验还需下列器材中的 。
（2）实验中，图中变压器的原线圈接“0、8”接线柱，副线圈接线“0、4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0 V，则所接电源电压挡位为 。
A.18.0 V B.10.0 V
C.5.0 V D.2.5 V
4.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A，B线圈中“0、14”“0、4”的电阻值，指针分别对应图乙中的a，b位置，则A线圈的电阻为 Ω，由此可推断 （选填“A”或“B”）线圈的总匝数较多。
（2）如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的总匝数，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，请完成实验步骤的填空：
①用绝缘导线在B线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；
②将 （选填“A”或“B”）全部线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的 挡分别测量A线圈的中“0、14”间的电压UA和绕制线圈的电压U；
④则A线圈的总匝数为 。
第1课时 探究变压器电压与线圈匝数的关系
【必备技能·细培养】
【典例1】 （1）ADE 低压交流电源 （2）nb
解析：（1）根据变压器线圈两端的电压与匝数的关系＝，可知需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件，选项A必用；变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈磁通量的变化，所以不需要外界的磁场，选项B不必用到；如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，需要用到低压交流电源，选项C不必用到；根据变压器线圈两端的电压与匝数的关系＝，可知需要测量电压，所以需要一个测量电压的仪器，选项D必用；做电学实验，当然需要用到开关、导线，选项E必用。
本实验中还需一个电源，故还需用到的器材有低压交流电源。
（2）由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。所以连接电源的线圈是nb
素养训练
（1）BD （2）增大
解析：（1）实验中需要用学生电源的交流输出端；需要多用电表的交流挡；不需要干电池以及直流电压表。故选B、D。
（2）在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，根据＝可知副线圈两端的电压将增大。
【典例2】 （1）D （2）不均匀 （3）在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比 （4）见解析
解析：（1）变压器改变的是交流电压，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，A错误。实验通电前，必须要检查电路是否正确；通电时，不要用手接触裸露的导线、接线柱，确保人身安全，B、C错误。使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
（2）由多用电表的表盘可知，多用电表刻度盘上交流电压的刻度是不均匀的。
（3）通过分析实验数据可得出实验结论：在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比。
（4）电压比与匝数比并不相等，主要原因是变压器有漏磁、铁芯发热、导线发热等，另外，多用电表的精度与读数误差也是一个影响因素。
素养训练
（1）AC （2）B
解析：（1）实验中需用交流电源，不需干电池；通过改变原、副线圈的匝数来探究变压器两端的电压与匝数关系，不需要滑动变阻器。
（2）根据变压器两端的电压与匝数关系＝和表格数据可知，由于变压器有一定的能量损失，所以n2一定为原线圈。
【典例3】 （1）CDF （2）AC
解析：（1）为确保实验安全，应该使输出电压不大于12 V，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；变压器只能改变交流的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；研究变压器电压和匝数的关系时，应采用控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，且不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故E错误，F正确。
（2）与变压器未通电时相比较，通电时，线圈产生磁性，对横条铁芯具有吸引力，将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；增加原线圈绕制的圈数，则根据＝可知，输出电压减小，灯泡的亮度降低，故B错误；增加副线圈绕制的圈数，则输出电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，输出电流增大，根据P入＝P出可知，输入电流增大，学生电源的过载指示灯可能会亮起，故C正确。
素养训练
（1）6 V （2）11 000
解析：（1）因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρ知，电线要粗，故a、d接6 V。
（2）根据变压器工作原理知＝，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。
【教学效果·勤检测】
1.C 由关系式u＝Umsin 100πt （V）可知，发电机转动的角速度ω＝100π rad/s，周期T＝＝ s＝0.02 s，频率f＝＝50 Hz，因为变压器不改变交流电的频率，则线圈B两端电压的频率为 f＝50 Hz，故A错误；根据变压器变压之比得＝ ，因为U1、n2不变，当增加原线圈匝数n1时，变压器输出电压U2减小，则小灯泡变暗，故B错误；根据PL＝知，若换一个电阻更小的灯泡，RL减小，因为变压器的输出电压U2不变，则灯泡的功率增大，副线圈功率决定原线圈功率，所以电源的输出功率增大，故C正确；将线圈a改接在学生电源直流输出端，变压器副线圈没有电压，所以小灯泡不发光，故D错误。
2.C 由于A、B是由完全相同的导线绕成的线圈，所以电阻与匝数成正比，即＝＝＝，故A错误；把横条铁芯慢慢推向右侧直至与右侧完全闭合过程，穿过线圈B的磁通量逐渐增加，磁通量的变化率增大，线圈B的感应电动势变大，电压传感器示数逐渐变大，不是定值，故B错误；铁芯具有束缚磁场作用，因此穿过B的最大磁通量在增加，故C正确； UA＝12 V，＝，解得UB＝3 V，由于线圈有电阻，所以UL＜3 V，小灯泡不能正常发光，故D错误。
3.（1）CD （2）A
解析：（1）本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上，为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要电压表，不能用直流电压表测量，使用多用电表测量，所以学生电源和多用电表两个器材不能缺少，故选C、D。
（2）理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系为＝；若变压器的原线圈接“0、8”接线柱，副线圈接“0、4”接线柱，则原、副线圈匝数比为＝＝2，则原线圈两端电压U1＝U2＝2×5 V＝10 V。本题中可拆变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，要使副线圈所接电压表示数为5 V，则原线圈电压必须大于10 V，故选A。
4.（1）24 A （2）②A ③交流电压 ④
解析：（1）根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A线圈的电阻比B线圈的大，所以A线圈总匝数多。由图乙可知A线圈的电阻为24 Ω。
（2）因为要测量A线圈总匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出均为交变电流，测量电压时要用交流电压挡测量输入和输出电压。根据变压器电压比等于匝数比，有＝，所以nA＝。
6 / 6(共46张PPT)
第1课时 探究变压器电压与线圈匝数的关系
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
必备知识·快突破
03.
教学效果·勤检测
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
一、实验目的
研究变压器电压与线圈匝数间的定量关系。
二、实验器材
可拆变压器、低压交流电源、交流电压表、带夹的导线。
三、实验原理与设计
当交流电压接入原线圈时，它所产生变化的磁场就会在副线圈中产生
感应电动势，用电压表可分别测出原、副线圈两端的电压U1、U2，保
持原线圈匝数n1不变，改变副线圈的匝数n2，即可探究U1、U2与n1、
n2的关系。
四、实验步骤
（1）按照如图所示的电路图连接实验器材，其中，原线圈的匝数选
择n1＝400匝，读出电压表V1的示数U1。
（2）保持U1、n1均不变，将副线圈的匝数依次选为200匝、800匝、1
600匝，读出电压表V2的示数U2，并记录在如下表格中。
原线圈匝数 n1（匝） 输入电压 U1（V） 副线圈匝数 n2（匝） 输出电压
U2（V）
400 200
400 800
400 1 600
（3）改变原线圈两端的电压U1，重复上述实验。
五、实验结论
多次实验表明，在误差允许范围内，变压器原、副线圈电压之比近似
等于其匝数之比，即＝。
六、注意事项
（1）在改变电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操
作。
（2）为了保证人身安全，电源的电压不能超过12 V，不能用手接触
裸露的导线和接线柱。
（3）为了保证交流电压表的安全，测电压时，先用最大量程挡试
测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
七、实验误差来源
（1）实验变压器不是理想变压器，存在能量损耗。
（2）电表的读数存在误差。
02
必备技能·细培养
诱思导学 触类旁通
题型一 实验原理与操作
【典例1】 在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，实
验室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. 条形磁体
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必须要选用的是 （选填器材前的
序号），本实验还一定要用到的器材有 。
ADE
低压交流电源
解析：根据变压器线圈两端的电压与匝数的关系＝，可知需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件，选项A必用；变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈磁通量的变化，所以不需要外界的磁场，选项B不必用到；如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，需要用到低压交流电源，选项C不必用到；根据变压器线圈两端的电压与匝数的关系＝，可知需要测量电压，所以需要一个测量电压的仪器，选项D必用；做电学实验，当然需要用到开关、导线，选项E必用。本实验中还需一个电源，故还需用到的器材有低压交流电源。
（2）用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表。
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 （选填“na”或
“nb”）。
解析：由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变
压值，即nb为输入端，na为输出端。所以连接电源的线圈是nb
nb
某实验小组用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关
系”，可拆变压器如图所示。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 ；
BD
解析：实验中需要用学生电源的交流输出端；需要多用电
表的交流挡；不需要干电池以及直流电压表。故选B、D。
（2）在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不
变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将 （填
“增大”“减小”或“不变”）。
解析：在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，根据＝可知副线圈两端的电压将增大。
增大
题型二 数据处理与分析
【典例2】 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验
中：
（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是 。
A. 为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V
B. 连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源
C. 因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D. 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
挡试测
D
解析：变压器改变的是交流电压，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，A错误。实验通电前，必须要检查电路是否正确；通电时，不要用手接触裸露的导线、接线柱，确保人身安全，B、C错误。使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
（2）多用电表刻度盘上交流电压的刻度是 （选填“均
匀”或“不均匀”）的。
解析：由多用电表的表盘可知，多用电表刻度盘上交流电压的刻度是不均匀的。
不均匀
（3）某实验小组通过实验，记录的数据如表所示。
原线圈匝数n1（匝） 100 200 400 400
副线圈匝数n2（匝） 400 400 200 800
原线圈两端的电压U1（V） 1.96 4.90 8.00 4.86
副线圈两端的电压U2（V） 7.80 9.76 3.90 9.64
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
解析：通过分析实验数据可得出实验结论：在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比。
（4）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，
测得的电压分别为8.00 V和3.90 V，据此可知电压比与匝数比
并不相等，主要原因是 （至少说出两个原
因）。
答案：见解析
解析：电压比与匝数比并不相等，主要原因是变压器有漏磁、铁芯发热、导线发热等，另外，多用电表的精度与读数误差也是一个影响因素。
（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下
列器材在实验中不需要用到的有 。
AC
解析：实验中需用交流电源，不需干电池；通过改变原、副线圈的匝数来探究变压器两端的电压与匝数关系，不需要滑动变阻器。
（2）若在实验中用匝数n1＝400匝和n2＝800匝的变压器，对应的电压
测量数据如表所示，电源与原线圈连接。根据测量数据，下列
说法正确的是 。
实验次数 电压 1 2 3 4
U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40
U2/V 2.00 3.01 4.02 5.02
B
A. n1一定是原线圈 B. n2一定是原线圈
C. n1可能是副线圈 D. n2可能是副线圈
解析：根据变压器两端的电压与匝数关系＝和表格数据可
知，由于变压器有一定的能量损失，所以n2一定为原线圈。
题型三 实验拓展与创新
【典例3】 某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器
的电压与线圈匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是 。
A. 为确保实验安全，实验中一般要求原线圈匝数小于副线
圈匝数
B. 变压器的原线圈接低压交流，测量副线圈电压时应当用多用
电表的“直流电压挡”
C. 可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研
究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D. 测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后
再选用适当的挡位进行测量
CDF
E. 变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到
副线圈
F. 变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电
能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到
“传递”磁场能的作用
解析：为确保实验安全，应该使输出电压不大于12 V，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；变压器只能改变交流的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；研究变压器电压和匝数的关系时，应采用控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，且不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故E错误，F正确。
（2）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁
芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下
列说法正确的是 。
A. 与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯
取下将更费力
B. 若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C. 若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起
AC
解析：与变压器未通电时相比较，通电时，线圈产生磁性，对横
条铁芯具有吸引力，将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费
力，故A正确；增加原线圈绕制的圈数，则根据＝可知，输
出电压减小，灯泡的亮度降低，故B错误；增加副线圈绕制的圈
数，则输出电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，输出电流
增大，根据P入＝P出可知，输入电流增大，学生电源的过载指示
灯可能会亮起，故C正确。
某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电
源。他先制作了一个将交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要
用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图所
示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比
b、c引线粗。
（1）他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确
的接法是a、d端接 （选填“220 V”或“6 V”）。
解析：因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρ知，电线要粗，故a、d接6 V。
6 V
（2）这台220 V/6 V的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220
V的线圈匝数是 匝。
解析：根据变压器工作原理知＝，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。
11 000
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈
套在可拆变压器的铁芯上，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交
流输出端，电源输出的电压随时间变化的关系式u＝Umsin 100πt
（V），线圈b接小灯泡，如图所示。该同学所用的线圈电阻忽略
不计，则（ ）
A. 线圈b两端电压的频率为100 Hz
B. 适当增加原线圈a的匝数，小灯泡变亮
C. 换一个电阻更小的灯泡，电源的输出功率增大
D. 将线圈a改接在学生电源直流输出端，小灯泡也能发光
解析： 由关系式u＝Umsin 100πt （V）可知，发电机转动的角
速度ω＝100π rad/s，周期T＝＝ s＝0.02 s，频率f＝＝50
Hz，因为变压器不改变交流电的频率，则线圈B两端电压的频率为
f＝50 Hz，故A错误；根据变压器变压之比得＝ ，因为U1、n2
不变，当增加原线圈匝数n1时，变压器输出电压U2减小，则小灯泡
变暗，故B错误；根据PL＝知，若换一个电阻更小的灯泡，RL减
小，因为变压器的输出电压U2不变，则灯泡的功率增大，副线圈
功率决定原线圈功率，所以电源的输出功率增大，故C正确；将线圈a改接在学生电源直流输出端，变压器副线圈没有电压，所以
小灯泡不发光，故D错误。
2. 某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确
测量了由完全相同的导线绕成的不同匝数A、B线圈的电阻值分别
为12 Ω和3 Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的
胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的线圈A
接12 V低压交流电源上，右边的线圈B接一个标称为“3.0 V、1.0
A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合开关S1，断
开开关S2后，把横条铁芯慢慢
推向右侧，直至与右侧完全闭合。
A. 线圈A、B的匝数之比是1∶4
B. 电压传感器示数为一个定值
C. 穿过线圈B的最大磁通量在逐渐增加
D. 铁芯完全闭合后再闭合开关S2，小灯泡能正常发光
下列正确的说法是（ ）
解析： 由于A、B是由完全相同的导线绕成的线圈，所以电
阻与匝数成正比，即＝＝＝，故A错误；把横条铁芯慢
慢推向右侧直至与右侧完全闭合过程，穿过线圈B的磁通量逐渐
增加，磁通量的变化率增大，线圈B的感应电动势变大，电压传
感器示数逐渐变大，不是定值，故B错误；铁芯具有束缚磁场
作用，因此穿过B的最大磁通量在增加，故C正确； UA＝12
V，＝，解得UB＝3 V，由于线圈有电阻，所以UL＜3 V，
小灯泡不能正常发光，故D错误。
3. 在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究。
（1）实验还需下列器材中的 。
CD
解析：本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上，为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要电压表，不能用直流电压表测量，使用多用电表测量，所以学生电源和多用电表两个器材不能缺少，故选C、D。
（2）实验中，图中变压器的原线圈接“0、8”接线柱，副线圈接
线“0、4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0 V，则所
接电源电压挡位为 。
A. 18.0 V B. 10.0 V
C. 5.0 V D. 2.5 V
A
解析： 理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系为＝；若变压器的原线圈接“0、8”接线柱，副线圈接“0、4”接线柱，则原、副线圈匝数比为＝＝2，则原线圈两端电压U1＝U2＝2×5 V＝10 V。本题中可拆变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，要使副线圈所接电压表示数为5 V，则原线圈电压必须大于10 V，故选A。
4. 有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个线圈A、B
（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A，B线圈中
“0、14”“0、4”的电阻值，指针分别对应图乙中的a，b位
置，则A线圈的电阻为 Ω，由此可推断 （选填
“A”或“B”）线圈的总匝数较多。
解析：根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A线圈的电阻比B线圈的大，所以A线圈总匝数多。由图乙可知A线圈的电阻为24 Ω。
24
A
（2）如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的总匝数，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，请完成实验步骤的填空：
①用绝缘导线在B线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；
②将 （选填“A”或“B”）全部线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的 挡分别测量A线圈的中“0、14”间的电压UA和绕制线圈的电压U。
A
交流电压
④则A线圈的总匝数为 。
解析：因为要测量A线圈总匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出均为交变电流，测量电压时要用交流电压挡测量输入和输出电压。根据变压器电压比等于匝数比，有＝，所以nA＝。
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