Question

13．我們做過《探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系》的實驗．
（1）同學甲的猜想是“變壓器電壓與線圈匝數(shù)成正比”，同學乙認為“變壓器電壓與線圈匝數(shù)成反比”．其中有一位同學的看法是對的，請判斷出誰對誰錯，并寫出判斷依據(jù)．
（2）為了驗證理論推導的正確性，可通過實驗來完成．實驗所需的器材除可拆變壓器、滑動變阻器、導線若干外，還需要什么器材？
（3）請寫出完成實驗的步驟．

Answer 1

分析 （1）副線圈上的感應電動勢，是通過兩個線圈間的互感現(xiàn)象產(chǎn)生的，所以原線圈上的電流應該是變化的，根據(jù)法拉第電磁感應定律得電壓與匝數(shù)的關(guān)系
（2）還需要交流電壓表、學生電源．
（3）選好交流電壓表的量程，調(diào)節(jié)原副線圈的匝數(shù)比，選擇電源的輸入電壓，記錄交流電壓表的示數(shù)，填入表格．
利用測得數(shù)據(jù)比較$\frac{U1}{U2}$與$\frac{n1}{n2}$的關(guān)系

解答 解：（1）甲同學的科學猜想是對的．
如右圖所示，設(shè)變壓器原線圈匝數(shù)為n₁，副線圈匝數(shù)為n₂，輸入電壓為U₁，輸出電壓為U₂．
根據(jù)法拉第電磁感應定律得
原線圈中電動勢E₁=n₁$\frac{△Φ}{△t}$
副線圈中電動勢E₂=n₂$\frac{△Φ}{△t}$
理想變壓器忽略各種漏磁和能量損失，原、副線圈中具有相同的磁通量的變化率$\frac{△Φ}{△t}$
所以$\frac{E1}{E2}$=$\frac{n1}{n2}$
理想變壓器不計原、副線圈的電阻，因而U₁=E₁，U₂=E₂
所以$\frac{U1}{U2}$=$\frac{n1}{n2}$
（2）交流電壓表、學生電源．
（3）①按右圖所示連接電路；

②選好交流電壓表的量程，調(diào)節(jié)原副線圈的匝數(shù)比，選擇電源的輸入電壓，記錄交流電壓表的示數(shù)，填入表格．
③重復②的步驟，記錄得到的實驗數(shù)據(jù)．
④利用測得數(shù)據(jù)比較$\frac{U1}{U2}$與$\frac{n1}{n2}$的關(guān)系．
答：（1）同學甲的猜想是對的（2）為了驗證理論推導的正確性，可通過實驗來完成．實驗所需的器材除可拆變壓器、滑動變阻器、導線若干外，還需要交流電壓表、學生電源
（3））①按右圖所示連接電路；
②選好交流電壓表的量程，調(diào)節(jié)原副線圈的匝數(shù)比，選擇電源的輸入電壓，記錄交流電壓表的示數(shù)，填入表格．
③重復②的步驟，記錄得到的實驗數(shù)據(jù)．
④利用測得數(shù)據(jù)比較$\frac{U1}{U2}$與$\frac{n1}{n2}$的關(guān)系．

點評 本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析，基礎(chǔ)題．