Question

13．我们做过《探究变压器电压与线圈匝数的关系》的实验．
（1）同学甲的猜想是“变压器电压与线圈匝数成正比”，同学乙认为“变压器电压与线圈匝数成反比”．其中有一位同学的看法是对的，请判断出谁对谁错，并写出判断依据．
（2）为了验证理论推导的正确性，可通过实验来完成．实验所需的器材除可拆变压器、滑动变阻器、导线若干外，还需要什么器材？
（3）请写出完成实验的步骤．

Answer 1

分析 （1）副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，根据法拉第电磁感应定律得电压与匝数的关系
（2）还需要交流电压表、学生电源．
（3）选好交流电压表的量程，调节原副线圈的匝数比，选择电源的输入电压，记录交流电压表的示数，填入表格．
利用测得数据比较$\frac{U1}{U2}$与$\frac{n1}{n2}$的关系

解答 解：（1）甲同学的科学猜想是对的．
如右图所示，设变压器原线圈匝数为n₁，副线圈匝数为n₂，输入电压为U₁，输出电压为U₂．
根据法拉第电磁感应定律得
原线圈中电动势E₁=n₁$\frac{△Φ}{△t}$
副线圈中电动势E₂=n₂$\frac{△Φ}{△t}$
理想变压器忽略各种漏磁和能量损失，原、副线圈中具有相同的磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$
所以$\frac{E1}{E2}$=$\frac{n1}{n2}$
理想变压器不计原、副线圈的电阻，因而U₁=E₁，U₂=E₂
所以$\frac{U1}{U2}$=$\frac{n1}{n2}$
（2）交流电压表、学生电源．
（3）①按右图所示连接电路；

②选好交流电压表的量程，调节原副线圈的匝数比，选择电源的输入电压，记录交流电压表的示数，填入表格．
③重复②的步骤，记录得到的实验数据．
④利用测得数据比较$\frac{U1}{U2}$与$\frac{n1}{n2}$的关系．
答：（1）同学甲的猜想是对的（2）为了验证理论推导的正确性，可通过实验来完成．实验所需的器材除可拆变压器、滑动变阻器、导线若干外，还需要交流电压表、学生电源
（3））①按右图所示连接电路；
②选好交流电压表的量程，调节原副线圈的匝数比，选择电源的输入电压，记录交流电压表的示数，填入表格．
③重复②的步骤，记录得到的实验数据．
④利用测得数据比较$\frac{U1}{U2}$与$\frac{n1}{n2}$的关系．

点评 本题关键明确变压器的工作原理，同时要结合变压器的变压比公式列式分析，基础题．