高中 物理 演示实验 挑战难度 交变电流

用控制变量法研究变压器的匝数比

变压器 · 匝数比 · 控制变量法

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选取 变压器 等器材,测量(或观察)匝数比,学习用控制变量法处理实验数据。

配套虚拟仿真:用控制变量法研究变压器的匝数比(虚拟探究)

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实验目的

  • 学会使用牛顿管、电压表测量(或观察)变压器 的 匝数比。
  • 会用控制变量法研究影响 匝数比 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:正弦式交变电流的有效值等于峰值的 1/√2 倍。

实验原理

正弦式交变电流的有效值等于峰值的 1/√2 倍。

理想变压器的电压比等于原、副线圈的匝数比。

本实验以控制变量法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 匝数比 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 U₁ / U₂ = n₁ / n₂

实验器材

牛顿管
电压表
米尺
滑动变阻器
游标卡尺
线圈

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:牛顿管、电压表、米尺、滑动变阻器,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 初始状态),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 变压器 的 匝数比 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 匝数比 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

实验中 变压器 的 匝数比 变化可以稳定地观察到,多次测量结果接近。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:正弦式交变电流的有效值等于峰值的 1/√2 倍。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

实验结束要及时断开电源,整理仪器。

使用打点计时器要用规定的交流电源,电压不能过高。

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