2020版高考物理一轮复习+实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系夯基提能作业本

2020版高考物理一轮复习+实验13探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系夯基提能作业本

实验13　探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ‎1.(多选)如图所示为可拆变压器,在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,下列说法正确的是　　　　(填字母)。 ‎ A.用可拆变压器,能方便地从不同接连柱上选取不同匝数的线圈 B.测量原、副线圈的电压,可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表 C.原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,副线圈电压大于原线圈电压 D.为便于探究,先保持原线圈匝数和电压不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响 答案　AD　变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关,用可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈,选项A、D正确。不能用直流电压表测量原、副线圈的电压,所以选项B错误。根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知,原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,那么副线圈的电压小于原线圈的电压,所以C错误。‎ ‎2.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验中,若某同学实验时,忘记把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,组装后的变压器如图乙所示。在铁芯上的原、副线圈匝数分别为n1=800匝和n2=200匝,原线圈两端与u=12‎2‎ sin 314t(V)的交流电源相连,则副线圈两端电压的有效值可能是(　　)‎ A.0.6 V B.3 V C.3‎2‎ V D.12 V 答案　A　原线圈两端电压有效值为U1=‎12‎‎2‎‎2‎ V=12 V,如果把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,则副线圈两端电压的有效值U2=n‎2‎n‎1‎U1=‎200‎‎800‎×12 V=3 V;由于该同学忘记了把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上,导致“漏磁”,则副线圈两端电压的有效值将小于3 V,故选A。‎ ‎3.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。‎ ‎(1)(多选)下列器材中,实验需要的器材是　　　　。 ‎ A.干电池　　　　　　B.低压交流电源 C.220 V交流电源 D.条形磁铁 E.可拆变压器和导线 F.直流电压表　　G.多用电表 ‎(2)关于实验操作,下列说法正确的是　　　　。 ‎ A.为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V B.实验通电时,可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C.使用多用电表测电压时,先用中等量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量 ‎(3)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　　　　(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 ‎ 答案　(1)BEG　(2)A　(3)增大 解析　(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表,不需要干电池、220 V交流电源、条形磁铁和直流电压表,故选B、E、G。‎ ‎(2)为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V,选项A正确;实验通电时,不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路,选项B错误;使用多用电表测电压时,先用最高量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故C错误。故选A。‎ ‎(3)在实验中,其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U‎1‎U‎2‎=n‎1‎n‎2‎可知副线圈两端的电压将增大。‎ ‎4.交流电流表是一种能够测量交变电流有效值的仪表,使用时,只要将电流表串联进电路即可。扩大交流电流表量程可以给它并联一个分流电阻。还可以给它配接一只变压器,同样也能起到扩大电流表量程的作用。如图所示,变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数为n1,c、d两个接线端子之间线圈的匝数为n2,并且已知n1>n2,若将电流表的“0~3 A”量程扩大,应该将交流电流表的接线柱“0”“3 A”分别与变压器的接线端子　　　　相连(选填“a、b”或“c、d”);这时,电流表的最大测量值为　　　　 A。 ‎ 答案　a、b　‎‎3‎n‎1‎n‎2‎ 解析　根据题意可知,该处的变压器起到的作用是将大电流转化为小电流,然后再用电流表对小电流进行测量。所以电流表接电流小的线圈。根据变压器中电流与匝数的关系式I‎1‎I‎2‎=‎n‎2‎n‎1‎ ‎,电流与匝数成反比,所以电流表接匝数比较多的线圈,所以要接在a、b端;电流表原来的量程为0~3 A,则接变压器后的最大测量值:I2=n‎1‎n‎2‎I1=3n‎1‎n‎2‎ A。‎ ‎5.在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中,操作步骤如下:‎ ‎①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;‎ ‎②闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;‎ ‎③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;‎ ‎④将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。‎ ‎(1)以上操作的合理顺序是　　　　(只填步骤前数字序号); ‎ ‎(2)如图所示,在实验中,两线圈的匝数n1=1 600,n2=400,当将n1做原线圈时,U1=16 V,副线圈两端电压U2=4 V;原线圈与副线圈对调后,当U1'=8 V时,U2'=32 V,那么可初步确定,变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是　　　　。 ‎ 答案　(1)①③②④　(2)U‎1‎U‎2‎=‎n‎1‎n‎2‎ 解析　(1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中,首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;最后将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤;‎ ‎(2)两线圈的匝数n1=1 600,n2=400,当将n1做原线圈时,U1=16 V,副线圈两端电压U2=4 V;当原线圈与副线圈对调后,U1'=8 V时,U2'=32 V,此时U2'为原线圈的电压,而U1'为副线圈的电压;由以上数据可得:U‎1‎U‎2‎=n‎1‎n‎2‎。‎