2026年高考物理 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系（复习讲义）学生版+解析

实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

目录

01考情解码•命题预警..............................1

02体系构建•思维可视.............................2

03核心突破♦靶向攻坚......................................

考点实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系..............................2

知识点1教材原型实验知识.....................................................3

知识点2创新拓展实验知识.....................................................3

考向1教材原型实验...........................................................4

考向2创新拓展实验...........................................................6

04真题溯源•考向感知..............................9

■01

考情解码•命题预警

考点要求考察形式2025年2024年2023年

实验：探究变压

器原、副线圈电□选择题

压与匝数的关系回非选择题

考情分析：

L命题形式：回单选题0非选择题

2.命题分析：。：

3.备考建议：弄清教材实验的原理、器材和实验步骤的础上，要能拓展实验，这就要求学生突破常规实验思

维，灵活运用所学知识解决新情境下的问题

复习目标：

目标1.熟悉探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验原理、实验步骤及数据处理。

目标2.学会在创新实验中探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

02

体系构建•思维可视

目的：探究变压器原、副线圈电

压与也数的关系

关受实验思路：控制变量

实验

物理量的测量

探究变压器分析数据、归纳结论

原、副线圈

不改变实验原理,改变实验目

电压与匝数

的关系的，在原线圈两端电压和匝数

拓展一定时，用多用电表测出副线

创新圈两端电压求副线圈।巾:数

不改变实验装置和实验目的.

探究变压器是否是理想变压器

■03

核心突破•靶向攻坚

♦考点实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

知识点1教材原型实验知识

一、实验目的

探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

二、实验原理

1.实验电路图

2.实验方法：控制变量法

（1）3、川一定，研究〃2和S的关系。

（2）S、敢一定,研窕〃i和S的关系。

三、实验器材

学生电源（低压交流）、可拆变压器（配备几个不同匝数的线圈）、多用电表、导线若干。

四、实验步骤

1.保持原线圈的匝数小和电压S不变，改变副线圈的匝数〃2,研究〃2对副线圈电压S的影响。

（1）选择力=400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。

（2）调节选择开关使原线圈两端电压为5V。

（3）将多用电表与副线圈〃2=200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压S。

（4）将〃2、5、〃1、Ui记录在表格一中。

表格-3=5V.功=4。。而

实验次数123

〃2/匝

s/v

（5）改变副线圈的匝数〃2,重复上述步骤，将数据记录在表格一中。

2.保持副线圈的匝数〃2和原线圈两端的电压S不变，研究原线圈的匝数川对副线圈电ES的影

响。

（1）将1中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈。

（2）选择〃2=400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。

（3）将选择开关拨至5V挡。

（4）将多用电压与副线圈〃1=200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压S。

（5）将〃2、5、Ui记录在表格二中。

表格二S=5V,“2=400匝

实验次数123

〃，匝

U21V

（6）改变原线圈的匝数〃i，重复上述步骤，将数据记录在表格二中。

五、数据处理

分析表格一和表格二可知，理想变压器原、副线圈两端电压口、5之比等于两个线圈的匝数〃I、

之比。

六、注意事项

I.要事先推测副线圈两端电压的可能值。

2.为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12V,即使这样，通电时不要用手接

触裸露的导线、接线柱。

3.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，大致确定电压后再选择

适当的挡位进行测量。

4.连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，只有这时才能接通电源。

七、误差分析

I.由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。

2.原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损）造成误差。

3.铁芯中有磁损耗，产生涡流造成误差

知识点2创新实验知识

有关变压器实验可以为探究，也可以为测量电压、电流，输入输出功率间的美系，对所用器材、

测量量及方式上改变来进行考查，分析实际变压器与理想变压器的差异。

本实验的创新角度主要包括以下两个方面：

1.不改变实验原埋，改变实验目的，在原线圈两端电压和匝数一定时.，用多用电表测出副线圈两端

电压就可以求出副线圈的雨数。

2.不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是不是理想变压器。

❷命❾❷

考向1教材原型实验

雨.（2025•云南•模拟预测）在“探究变压器原、副线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型

可拆变压器的原、副线圈匝数分别为川=120匝、〃2=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不

同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如下表所示。

实验序号原线圈两端的电压U\N副线圈两端的电压IhN

5

13.97.71：2.0

25.911.61：2.0

37.815.2

（I）实验小组根据测得的数据在表格中算出U|、S的比值，还有一组3、5的比值没有算出，把

求出的结果填在表格中。

（2）本实验可得出结论：在误差允许的范围内，变压器线圈两端电压与匝数关系为（用

题目中给出的字母表示）。

（3）该变压器是________（选填“升压”或“降压”）变压器。

【变式训练1】（2025重庆八中一诊）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，

小胡采用了如图的可拆式变压器和电路图进行研究。

（1）小胡将图中变压器的左侧线圈接线柱0、8（代表800匝）与低压直流电源12V档相连，与右

侧线圈0、2（代表2（）0匝）接线柱相连的电压表示数最可能是_____；

A.48.0VB.3.0VC.0V

（2）小胡正确选材并接线后，记录如卜.表所示四组实验数据。

第一组第二组第三组第四组

NJ匝10()10()10020()

N2/匝200400400400

UJV1.85D.911.813.65

UJN4.004.008.008.00

若仅探究匝数也对电压5的影响，应该分析第一组和第组数据，分析表中数据可知，M一

定是______（填“原”或“副”）线圈的匝数。

【变式训练2】（2025•广东省•联考题）某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器（如图），但变压

器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压渊原、副线圈两端的电压

与匝数之间的关系，操作步骤如下：

4

（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用

多用电表欧姆挡测最发现都导通。

（2）测量变压器的初级（原）、两次级（副）线圈匝数分别为〃I、和〃3：先在该变压器闭合铁芯

上紧密缠绕〃=80匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈（1、2端）

上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为4.0V,则初级线圈的叵数HI=

;把理想交流电压表分别接在3、4和5、6端，示数分别为12.0V、5V,则次级线圈的

匝数〃2=，〃3=。

（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想

其中较粗的铜线属于（填“初级线圈”或“次级线圈”）。

（4）考虑到变压器工作时有漏磁损失，实验中测得的原线圈匝数（填“大于”“等于"

或“小于”）原线圈的实际匝数。

【变式训练3】（2025•浙江嘉兴•三模）在“探究变压器原、副线作电压与匝数的关系”实验中，小张

用400匝的线圈Ni和800匝的线作M组合而成的变压器进行实验，然后选择填“稳压2A”或

“交流3A”）作为输入端电源，如图所示。经正确连线和规范读数，实验中记录的数据由、4分别

表示线圈Ni、N?两端的电压测量数据。

U1/V1.802.813.804.785.80

%/V4.006.018.029.9812.04

根据表中数据，下列推断正确的是（多选）

A.M一定是副线圈B.帖中的电流较Ni小

C.N2中的电流频率较Ni高D.实验中变压器顶部铁芯一定有松动

考向2创新拓展实验

例耳（2025•河北省•模拟题）某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材

有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。

可移动铁芯

图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压，用电压表分另J测量原、副线圈两端的电压，测量数据

如表:

原线圈匝数川=400副线圈匝数〃2=200副线圈匝数〃2=1400

实验序号

原线圈两端电压S（V）副线圈两端电压S（V）副线圈两端电压5（V）

15.82.920.3

28.04.028.1

312.66.244.0

请回答下列问题:

<1）应将图甲中的4、8分别与图乙中的（填“a、b”或“,d"）连接。

（2）根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于

（3）在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数〃2=200,则副线圈两端

电压（填正确答案标号）。

A.一定小于4.0VB.一定等于4.0VC.一定大于4.0V

（4）图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值

电阻凡）可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻”与

该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为川、发，在交流电源的电压有效值U。不变的情况

下，调节可变电阻R的过程中，当“=时，R获得的功率最大。

【变式训练1】有一个教学用的可拆变压器，其铁心粗细一致，如图所示，它有两个外观基本相同的

线圈人、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以再绕线圈。

（1）某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、8线圈的电阻值，指针分别对•应图中的。、力位

置，则A线圈的电阻为C,由此可推断〔选填“A”或"B”）线圈的匝数较多。

（2）如果把该变压器看作理想变压器，现要测量4线圈的质数，提供的器材有：一根足够长绝缘导

线、一只多用电表和低压交流电源，请完成以下实验步骤：

①用绝缘导线在线圈B上绕制〃匝线圈；

②将A线圈与低压交流电源相连接；

③用多用电表的“交流电压”挡分别测量A线圈的输入电压心和（选填“绕制”或“8”）

线圈的输出电压U；

④则A线圈的匝数为（用己知和测得量的符号表示）。

【变式训练2］某研究性学习小组的同学想用220V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作/

一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6

V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有〃、b、c、d四个引出线头，且〃、d引线比山。引

线粗。

（1）他不知道接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是。、d端接（选填

“220V”或“6V”）。

（2）这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是

匝。

【变式训练3］在课堂演示探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，利用小灯泡定性判断

变压器线圈两端的电压与函数的关系。如图所示，将长导线按顺时针方向（从上面看）一匝一匝地

绕在铁芯的左边，边绕边观察小灯泡的发光情况，等小灯泡发出耀眼的强光后，再将导线一匝一匝

地退空铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况。

（1）你观察到的现象是O

（2）由此你能得出的结论是__________________________________________

04

真题溯源•考向感知

1.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示。它有两个外观基本相同的线圈A、B,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线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的

b位置，则A线圈的电阻为Q,由此可推断（选填"A”或"B”）线圈的

匝数较多。

（2）如果把它看成理想变压岩，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：•根足够长的绝缘导

线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表

示）;;。A线圈的匝数为4=。（用所测物理

量符号表示）

2.某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多

用电表、开关和导线若干。

（1）实验需要以下哪种电源;

A.低压直流电源B.高压直流电源

C.低压交流电源D.高压交流电源

（2）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，再保证副线圈匝数

不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，

我们实际上测量的是电压的值（填“有效”或“最大。其中一次多用电表读数如图所

示，此时电压表读数为；

（3）理想变压器原、副线圈目压应与其匝数成（填“正比”或“反比”）；

（4）由于实验中变压器的铜损和铁损导致变压器并非理想。实验中，上图中变压器的原线圈接

“0：8”接线柱，副线圈接“0：4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0V,则原线圈所接电源电

压可能为o

A.16.0VB.10.0VC.5.0VD.2.5V

3.（1）某同学用图所示的变压器做“探究变压器两端电压与匝数的关系”实验：

①如图所示，变压器右边原线圈“0”和"1”接线柱所接的电源应是（填“甲”或“乙”）；

②右边“0"和力''接线柱接电源的同时,左边接线柱依次接“0”和“2”、“0”和“8”、“0”和“16”,测得如

下数据：

线圈原线圈副线圈

接线柱接“0”和“1”接“0”和“2”接“0”和“8”接“0”和“16”

电压/V5.611.045.092.5

上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是（）

A.等效法B.控制变量法C.转换法D.类比法

4.实验测量、实验操作、数据分析和误差分析是物理实验的重要环节。

（1）用10分度的游标卡尺测量某物体直径如图所示，则直径4二cm。

0glol游标

（2）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材，可拆变

压器，学生电源，数字万用表。

关于本实验，下列说法正确的是O

A.为了保证人身安全，只能变用低压交流电源，原线圈所接电压不超过I2V

B.为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱

C.变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈

D.使用交流电压挡测电压时：先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

（3）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为〃/时的输入电压

U/和副线圈匝数为〃2时的输H电压S,数据如下表。

原线圈匝数小（匝）副线圈匝数〃2（匝）输入电压Ui（V）输出电压U2（V）

1002004.328.27

1008004.3233.90

4008004.338.26

40016004.3316.52

①在误差允许范围内，表中数据基本符合规律。

②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因。

5.某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圜两端的电压与匝数的关系”实验。

变压器铁芯

可拆变压器零部件出装后的变压器

（1）该实验中变压器原线圈接线柱接入学生电源应该选择哪种接法（填或"B”）；

（2）实验开始前，小艺同学没有使用铁芯组装变压器，而是直接将一个线圈接入电源，另外一个

线圈接电压表，保持电源输入电压、两个线圈接入的匝数不变，逐渐将两个线圈相互靠近的过程

中，观察到电压表的读数（选填“变大”、“变小”、“不变；

（3）在正确组装变压器后，甲乙丙三位同学分别利用控制变量法探究副线圈的电压内与原线圈电

压4,原线圈的匝数多,副线圈的匝数〃2的关系，将实验数据绘制成甲、乙、丙三幅图像，哪个

同学的实验结果有误（选填呷"、“乙“丙”）

（4）小琳同学在某次实验中选择厂家标注匝数4=200匝的线圈A作为原线圈，厂家标注匝数

诙=10（）匝的线圈B作为副线圈，分别接入不同输入电压测得对应的输出电压％得到实验数

据如表所示；分析下列可能的原因，你认为正确的有。

实验次数〃八/匝匝UJV

12001008.24.0

22001006.12.9

32001004.01.9

A.原、副线圈的电压的频率不相等

B.变压器线圈中有电流通过时会发热

C.铁芯在交变磁场的作用下会发热

D.穿过副线圈的磁通最大F原圈的磁通显

实验：探究变压器原.副线圈电压与匝数的关系

录

01考情解码•命题预警..............................1

02体系构建•思维可视.............................2

03核心突破•靶向攻坚......................................

考点实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系...............................2

知识点1教材原型实验知识.....................................................3

知识点2创新拓展实验知识.....................................................3

考向1教材原型实验...........................................................4

考向2创新拓展实验...........................................................6

04真题溯源•考向感知..............................9

■01

考情解码•命题预警

考点要求考察形式2025年2024年2023年

实验：探究变压

器原、副线圈电□选择题

压与匝数的关系必非选择题

考情分析：

1.命题形式：回单选题0非选择题

2.命题分析：。

3.备考建议：弄清教材实验的原理、器材和实验步骤的础上，要能拓展实验，这就要求学生突破常规实验思

维，灵活运用所学知识解决新情境下的问题

复习目标：

目标1.熟悉探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验原理、实验步骤及数据处理。

目标2.学会在创新实验中探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

02

体系构建•思维可视

目的：探究变压器原、副线圈电

压与也数的关系

关受实验思路：控制变量

实验

物理量的测量

探究变压器分析数据、归纳结论

原、副线圈

不改变实验原理,改变实验目

电压与匝数

的关系的，在原线圈两端电压和匝数

拓展一定时，用多用电表测出副线

创新圈两端电压求副线圈।巾:数

不改变实验装置和实验目的.

探究变压器是否是理想变压器

■03

核心突破•靶向攻坚

♦考点实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

知识点1教材原型实验知识

一、实验目的

探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

二、实验原理

1.实验电路图

2.实验方法：控制变量法

（1）3、川一定，研究〃2和S的关系。

（2）S、敢一定,研窕〃i和S的关系。

三、实验器材

学生电源（低压交流）、可拆变压器（配备几个不同匝数的线圈）、多用电表、导线若干。

四、实验步骤

1.保持原线圈的匝数小和电压S不变，改变副线圈的匝数〃2,研究〃2对副线圈电压S的影响。

（1）选择力=400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。

（2）调节选择开关使原线圈两端电压为5V。

（3）将多用电表与副线圈〃2=200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压S。

（4）将〃2、5、〃1、Ui记录在表格一中。

表格-3=5V.功=4。。而

实验次数123

〃2/匝

s/v

（5）改变副线圈的匝数〃2,重复上述步骤，将数据记录在表格一中。

2.保持副线圈的匝数〃2和原线圈两端的电压S不变，研究原线圈的匝数川对副线圈电ES的影

响。

（1）将1中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈。

（2）选择〃2=400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。

（3）将选择开关拨至5V挡。

（4）将多用电压与副线圈〃1=200匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压S。

（5）将〃2、5、Ui记录在表格二中。

表格二S=5V,“2=400匝

实验次数123

〃，匝

U21V

（6）改变原线圈的匝数〃i，重复上述步骤，将数据记录在表格二中。

五、数据处理

分析表格一和表格二可知，理想变压器原、副线圈两端电压口、5之比等于两个线圈的匝数〃I、

之比。

六、注意事项

I.要事先推测副线圈两端电压的可能值。

2.为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12V,即使这样，通电时不要用手接

触裸露的导线、接线柱。

3.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，大致确定电压后再选择

适当的挡位进行测量。

4.连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，只有这时才能接通电源。

七、误差分析

I.由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。

2.原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损）造成误差。

3.铁芯中有磁损耗，产生涡流造成误差

知识点2创新实验知识

有关变压器实验可以为探究，也可以为测量电压、电流，输入输出功率间的美系，对所用器材、

测量量及方式上改变来进行考查，分析实际变压器与理想变压器的差异。

本实验的创新角度主要包括以下两个方面：

1.不改变实验原埋，改变实验目的，在原线圈两端电压和匝数一定时.，用多用电表测出副线圈两端

电压就可以求出副线圈的雨数。

2.不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是不是理想变压器。

❷命❾❷

考向1教材原型实验

雨.（2025•云南•模拟预测）在“探究变压器原、副线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型

可拆变压器的原、副线圈匝数分别为川=120匝、〃2=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不

同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如下表所示。

实验序号原线圈两端的电压U\N副线圈两端的电压IhN

5

13.97.71：2.0

25.911.61：2.0

37.815.2

（1）实验小组根据测得的数据在表格中算出S、U2的比值，还有一组3、5的比值没有算出，把

求出的结果填在表格中。

（2）本实验可得出结论：在误差允许的范围内，变压器线圈两端电压与匝数关系为（用

题目中给出的字母表示）。

（3）该变压器是________（选填“升压”或“降压”）变压器。

答案（1）1：1.9：（2）幺="；（3）升压

U,n2

解析（1）第三组数据为：^=—=—o

U215.21.9

（2）线圈匝数之比九=电=_1,结合表格中的数据知，在误差允许的范围内，线圈两端电压与

的2402

匝数的关系是5=殳。

U2叱

（3）从表格中的数据可知副线圈匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器。

【变式训练1】（2025重庆八中一诊）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，

小胡采用了如图的可拆式变压器和电路图进行研究。

（1）小胡将图中变压器的左侧线圈接线柱0、8（代表800匝）与低压直流电源12V档相连，与右

侧线圈0、2（代表200匝）接线柱相连的电压表示数最可能是______；

A.48.0VB.3.0VC.0V

（2）小胡正确选材并接线后，记录如卜.表所示四组实验数据。

第一组第二组第三组第四组

Nj匝10()10()100200

N2/匝200400400400

I/./V1.850.911.813.65

UJN4.004.008.008.00

若仅探究匝数N2对电压5的影响，应该分析第一组和第组数据•，分析表中数据可知，M一

定是（填“原”或“副”）线圈的匝数。

【答案】®.C②.二③.副

【解析】（1）变压器的工作原理是互感，原线圈接入的应该是交流电源，小胡将低压直流电源12V

档接入原线圈，不能够发生互感，与右侧线圈0、2（代表2。0匝）接线柱相连的电压表示数最可能

是0V。故选C

U.N\

（2）[2]根据理想变压器的电压匝数关系有#二小

若仅探究匝数M对电压S的影响，则需要保持N1与3一定，可知，应该分析第一组和第二组数

据；

⑶实际上，由于存在漏磁、铁芯中-涡流、线圈有•定电阻，导致副线圈测量电压小于副线圈两端

电压的理论值，根据匝数关系，给出的匝数比值廿为:与丁两种，根据给出的数据可知，对应的

M24

11

电压比值hU1分别小于々与7，可知，M一定是副线圈的匝数

【变式训练2】（2025•广东省•联考题）某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器（如图），但变压

器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压器原、副线圈两端的电压

与匝数之间的关系，操作步骤如下：

（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用

多用电表欧姆挡测量发现都导通。

（2）测量变压器的初级（原）、两次级（副）线圈匝数分别为川、小和〃3：先在该变压器闭合铁芯

上紧密缠绕"=80匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈（1、2端）

上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为4.0V,则初级线圈的叵数用=

;把理想交流电压表分别接在3、4和5、6端，示数分别为12.0V、5V,则次级线圈的

匝数ni=,〃3=。

（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想

其中较粗的铜线属于（填“初级线圈”或“次级线圈”）。

（4）考虑到变压器工作时有漏磁损失，实验中测得的原线圈匝数（填“大于”“等于"

或“小于”）原线圈的实际匝数。

答案（2）«i=4400m=240,〃3=100；（3）次级线圈；（4）小于

解析（2）初级线圈的电压S=220V,电压表示数U=4.0V,漆包细铜线匝数〃=80,根据理想

变压器的变压比公式知幺=乜，即些丫二区，解得m=4400；同理，把理想交流电压表分别接

Un4.0V80

在3、4和5、6端，示数分别为12.0V、5V,有至上="，型上="，解得〃2=240,^=100o

12.0V%12.0V%

（3）环形变压器的输入功率等于输出功率，根据尸=S知，由于初级线圈电压较大、次级线圈电

R

压较小，所以初级线圈的电阻较大、次级线圈电阻较小，根据拉=包可知，铜线越粗、横截面积S

S

越大、电阻越小，所以其中较粗的铜线属于次级线圈。

（4）根据变压器原理可知，原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈匝数之比，即变压器原、副

线圈电压应与其匝数成正比，实验中由于工作时有漏磁损失，导致变压器的铁芯损失一部分能量，

所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，所以实验中测得的原线圈匝数小于原线圈的实际

匝数

【变式训练3】（2025•浙江嘉兴•三模）在“探究变压器原、副线作电压与匝数的关系”实验中，小张

用400匝的线圈M和800匝的线作N2组合而成的变压器进行实验，然后选择填“稳压2A”或

“交流3A”）作为输入端电源，如图所示。经正确连线和规范读数，实验中记录的数据Ui、S分别

表示线圈N1、必两端的电压测量数据。

UJV1.802.813.804.785.80

//V4.006.018.029.9812.04

根据表中数据，下列推断正确的是（多选）

A.N1一定是副线圈B.%中的电流较N1小

C.刈中的电流频率较N】高D.实验中变压器顶部铁芯一定有松动

【答案】交流3AAB

【详解】［1］变压器利用了互感现象，所以变压器对稳压电源起不到变压作用，要选择交流3A的输

入端电源。

[2]A.由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由

理想变压器规律空=空=；

U2N22

由表格数据内总是略小于故Ni一定是副线圈，A正确；

B.由理想变压器规律5=骼

l2N1

可知N?中的电流较Ni小，B.正确：

C.变压器只能改变交流电的电压，不能改变频率，C错误；

D.变压器不是理想的，存在铁损、磁损、铜损等损耗，变压器顶部铁芯不一定有松动，D错误。

故选ABo

考向2创新拓展实睑

亟（2（）25•河北省•模拟题）某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材

有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。

图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压，用电压表分另J测量原、副线圈两端的电压，测量数据

如表：

原线圈匝数m=400副线圈匝数m=200副线圈匝数〃2=1400

实验序号

原线圈两端电压Ui（V）副线圈两端电压5（V）副线圈两端电压4（V）

15.82.920.3

28.04.028.1

312.66.244.0

请回答下列问题：

（I）应将图甲中的48分别与图乙中的（填％、b"或“c、""）连接。

（2）根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于

（3）在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数〃2=200,则副线圈两端

电压__________（填正确答案标号）。

A.一定小于4.0VB.一定等于4.0VC.一定大于4.0V

（4）图「为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值

电阻Ro可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与

该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为小、小，在交流电源的电压有效值5不变的情况

卜，调节可变电阻R的过程中，当£=时，R获得的功率最大。

答案（l）c、d；（2）两个线圈的匝数之比；（3）A；（4）等。

，4

解析（1）在探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实验中，原线圈两端应接入交流电，故应将A、

4分别与c、d连接;

⑵根据题表中数据可得，线圈1、2匝数比2=理=2：I,电压比分别为5-2：1、"=线

〃2200U2U24.0

=2：1、—^2.03：1,

U26.2

线圈I、3匝数比出=您q0.286,电压比分别为如=箜-0.286、^-=—^0.285,如=

出1400620.3人28.1U3

因此在实验误差允许范围内，可以得到如=2、5="

%的4%

得出结论：在实验误差允许范围内，变压器原，副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比;

（3）若把题图丙中的可动铁芯取走，磁损耗变大，原线圈中磁通量变化率大于副线圈磁通量变化率,

根据法拉第电磁感应定律知，副线圈两端电压一定小于4.0V,故BC错误，A正确。

故选：Ao

（4）设变压器原副线圈的匝数比

〃2

根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压&

〃1k

根据理想变压器电流与匝数比的关系，通过副线圈的电流/?="/产奶

叱

变压器负载电阻/?=5=与x33孕=1.%：

i2kkl]k<2k~

即

把电阻Ro看作输入电源的等效内阻，即r=R0

电源的输出功率P出="/=——华——=-----4----------

当Ra=Ro，电源有最大输出功率

即FR=RO

结合上述解得《=鸟。

叫）所

【变式训练1】有一个教学用的可拆变压器，其铁心粗细一致，如图所示，它有两个外观基本相同的

线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以再绕线圈。

（1）某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、8线圈的电阻值，指针分别对•应图中的。、力位

置，则A线圈的电阻为C,由此可推断〔选填“A”或"B”）线圈的匝数较多。

（2）如果把该变压器看作理想变压器，现要测量4线圈的质数，提供的器材有：一根足够长绝缘导

线、一只多用电表和低压交流电源，请完成以卜.实验步骤：

①用绝缘导线在线圈B上绕制〃匝线圈；

②将A线圈与低压交流电源相连接；

③用多用电表的“交流电压”挡分别测量A线圈的输入电压心和（选填“绕制”或“8”）

线圈的输出电压U；

④则A线圈的匝数为（用己知和测得量的符号表示）。

答案⑴24；4；（2）绕制；*

解析（1）多用电表欧姆挡读数=指针指示值x倍率。人的读数为24,倍率为“x|”，所以电阻为

24Qo根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为4的电阻比B大，所以4线圈匝数多。

（2）③因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出电压都

是交流电，所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压a

④根据变压器电压比等于匝数比，有j，所以HA=与。

77~nU

【变式训练2］某研究性学习小组的同学想用220V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了

一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/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引线比氏c•引

线粗。

a

（I）他不知道接法.也没有相应的说明书C你能帮他判断不确的接法是〃、"端接（选填

“220V”或“6V”）。

（2）这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是

原。

答案（1）6V；（2）11000

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，根据夕=u/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=可知，引线

要粗，故。、d接6V。

（2）根据变压器工作原理知力=警，若理想变压器接6V的线圈匝数是30（）匝，则接220V的线

UbeUbe

圈匝数是11000匝。

【变式训练3】在课堂演示探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，利用小灯泡定性判断

变压器线圈两端的电压与匝数的关系。如图所示，将长导线按顺时针方向（从上面看）一匝一匝地

绕在铁芯的左边，边绕边观察小灯泡的发光情况，等小灯泡发出耀眼的强光后，再将导线一匝一匝

地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况。

（1）你观察到的现象是。

（2）由此你能得出的结论是