变压器实验、传感器实验课后作业第四课时实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

1、变压器实验、传感器实验课后作业（第四课时）实验一、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1. 理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器。现有一个理想变压器有一个原线圈（匝数为和一个副线圈（匝数为 2）。甲、乙两位同学想探充这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。（1）甲同学的猜想是u】:lh=ni : 2；乙同学的猜想是ui : u2=n2 : m。你认为猜想合理的同学是，你做出上述判断所依据的物理规律是o（2）为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究，为保证实验安全、有效地进行，应选用电源。（3）在实验时，若采用多用电表进行测

2、量，应先将选择开关置于挡，并选用量程进行测试，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量。2. 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。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 vb. 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. （1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是a. 有闭合铁芯的原、副线圈b.无铁芯的原、副线c.交流电源d. 直流电源e. 多用电表（交

3、流电压档）f. 多用电表（交流电流档）（2）用匝数s=60匝和饥=120匝的变压器，实验测量数据如下表,1.802.803.804.90ihn4.006.018.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是（填.或明。4. 在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究。（多选）实验还需下列器材中的abc(2)实验中，上图中变压器的原线圈接“0； 8”接线柱，副线圈接线“0； 4”接线柱，当副线 圈所接电表的示数为5.0 v,则所接电源电压档位为。b. 10.0 va. 18.0 vc. 5.0 vd. 2.5 v5. 理想变压器是指

4、在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁 芯内不外漏的变压器。现有一个理想变压器有一个原线圈(匝数为和一个副线圈(匝数为 ,72)。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。(1) 甲同学的猜想是ui : u2=ni :2；乙同学的猜想是u : u2=n2 :为。你认为猜想合理的同学是,你做出上述判断所依据的物理规律是o(2) 为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究，为保证实验安全、有效地进行，应选用电源。(3) 在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于挡，并选用量程进行测试，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量。6.

5、 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下: 将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； 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;接上 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，另一个作为副线小灯泡； 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i = l 600, "2=400,当将 1作为原线圈时, ui = 16v,副线圈两端电压lh=4v,原线圈与副线圈对调后，当0 = 8 v时，=32 v,那么可初步确定，变压器两个线圈的电压u|、u2

6、与线圈匝数i、小的关系是实验二、利用传感器制作简单的自动控制装置i. 如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反 射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔.测量仪底部有一压力传感 器，其输出电压作用在它上的压力f成正比，表达式为u = kf （k为比例系数）。某同学已知了自己的身高h、质量m和重力加速度g,他想利用该装置测量超声波速 度v和比例系数k,他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间 间隔比他没站上时减少了 ，；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压 为确（确知），当他站上测重台时测量仪输出电压为u,那么超声波v与比例系数k为ha.

7、 v =， ts冬b.1，2az2mg2mg2hc. v 二 一，arsq._2h _2(£-£jde v f k azmgmg2. 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降 机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物 体m,升降机静止时电流表示数为io。某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中a. 升降机一定是先向上做匀加速运动然 后做匀减速运动b. 升降机可能是先向上做匀减速运动然 后做匀加速运动c. 物体一定是先超重后失重d. 物体一定是先失重后超重3. 如图甲所示为某工厂成品包装车间的光 传感

8、记录器，光敏电阻ri能接收到发光元件a发出netnu«umii«/am<1的光，每当工件挡住a发出的光，光传感器b就输 出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示 出电信号与时间的关系，如图乙所示.若传送带保 持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相 邻工件间距依次为5、10八15、20.（单位：cm）, 则下述说法正确的是（不计工件挡住的时间）a.b.c.d.工件加速度为0.1m/s2工件加速度为0.4m/s2当无光照射r1时，光传感器就输出一次高电压 当无光照射r1时，光传感器就输出一次低电压4. 如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为 e,

9、内阻为，ri、r2是定值电阻，rb是磁敏传感器，它的电阻随磁体 的出现而减小，c、d接报警器.电路闭合后，当传感器rb所在处出现 磁体时，则电流表的电流/, c、d两端的电压。将（）a. /变大，变小 b. /变小，u变大c. /变大，u变大 d. /变小，u变小a.b.c.d.5. 如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，l为小灯泡，r为光敏电阻，d为 发光二极管（电流越大，发出的光越强），且r与。相距很近，下列说法正确的是 （） 当滑动触头p向左移动时，l消耗的功率增大 当滑动触头p向左移动时，l消耗的功率减小 当滑动触头f向右移动时，l消耗的功率可能不变 无论怎样移动触头p, l消耗的

10、功率都不变6. 我国于2011年5月1日起，醉酒驾驶由交通违法行为升级 为犯罪行为。“陶瓷气敏传感器”可以用于分析气体中酒精蒸汽的含 量。如果司机饮酒，血液中的酒精成分扩散到呼出的气体中，呼出 的气体喷在传感器上，传感器的电阻将随酒精蒸汽浓度发生相应的变化，从而可以检测血液 中的酒精含量。某种陶瓷气敏传感器的电导（即电阻的倒数）与气体中酒精蒸汽浓度c的 关系如图甲所示。现用其组成如图乙所示的检测电路（电池内阻为r,电流表内阻不计）.以 下判断正确的是（）传感器电学()a. 此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度c成正比b. 气体中酒精蒸汽的浓度c越大，则电流表指针偏转的角度越小c. 气体

11、中酒精的蒸汽浓度c越大，则电池路端电压越小，传感器上电压也越小d. 气体中酒精的蒸汽浓度c越大，则传感器电阻越小，电源的总功率越小7. 电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压点薄膜传 感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器c、电阻r 组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车.的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉 冲电流，如图乙所示，即现为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时（）ncta. 车轮停在感应线上时，电阻r上有恒定电流b. 车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电c. 车轮经过感应线的过程中，电阻r上的电流先增加后减小d. 汽

12、车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照8.如图是用电流传感器si、s2 （其电阻忽略不计）研究自感现象的 实验电路，图中两个电阻的阻值均为r, l是一个自感系数足够大的自感 线圈，其直流电阻值也为r,不计电源内阻.下图是某同学画出的在to 时刻开关s切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像.关于这些图 像，下列说法中正确的是（）ooa.b.c.dp.甲 乙甲是开关s由断开变为闭合, 乙是开关s由断开变为闭合, 丙是开关s由闭合变为断开, 丁是开关s由闭合变为断开,r°丙通过传感器s.的电流随时间变化的情况 通过传感器si的电流随时间变化的情况 通过传感器s2的电流随时间

13、变化的情况 通过传感器s2的电流随时间变化的情况9.如图所示的电路中，电源的电动势e和内阻,一定，a、b为平行板电容器的两块正对金属板，&为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小）。当& 的滑动触头p在。端时，闭合开关s,此时电流表a和电压表v 的示数分别为/和以下说法正确的是（）若仅将&2的滑动触头p向力端移动，则/不变，增大若仅增大a、b板间距离，则电容器所带电荷量减少 若仅用更强的光照射r,则/增大，u增大,电容器所b p b "a.b.c.带电荷量增加d.若仅用更强的光照射ri,则u变化量的绝对值与/变化量的绝对值的比值不变10.电动自行车是一种应用广泛

14、的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这 种转动把手称“霍尔转把，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截 面如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为n、s极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加 一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器 件能输出控制车速的霍尔电压，己知电压与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把”叙述正确 的是（）a. 为提高控制的灵敏度，应该使永久磁铁的上下端分别为n、s极b. 按图甲顺时针转动电动车的右把手（手柄转套），车速将变快c. 图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压d. 若霍尔器件的上下面之间所加电压正

15、负极性对调，将影响车速控制实验一、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1解析(1)由变压器的工作原理可知：猜想合理的同学是甲同学。做出上述判断依据 的物理规律是法拉第电磁感应定律。(2) 为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压(一般低于12 v)交流电源。(3) 使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用较大(或最大)量程进行测 试。答案(1)甲 法拉第电磁感应定律(2) 低压(一般低于12 v)交流(3) 交流电压较大(或最大)2答案a变压器是改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压 不超过12v,故a正确；实验通电时，不能用手接触裸露的导线、接线柱等

16、检查电路，故 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ao 3解析(1)变压器的原理是互感现象的应用。是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电 流的变化，如果原线圈连接的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生。题意为探究变 压器线圈两端的电压和匝数的关系，需要测量电压，所以需要一个测电压的仪器，所以需要 的器材有a有闭合铁芯的原、副线圈；c交流电源；e多用电表(交流电压档)；故选ace。(2)根据题意，电压比与匝数比不相等，可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器 有漏磁铁芯发热、导线发热等影响，判断出f/2为原线圈上电压大小，则判断出接电源的

17、是nbo答案(l)ace (2 加4解析(1)本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上，为了知道原、副线圈的电 压比和线圈匝数比之间的关系，还需要电压表，故学生电源和电压表两个器材不能缺少，选 b> co(2)理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系为井=?；若变压器的原线圈接“0； 8” 1/22接线柱，副线圈接“0； 4”接线柱，则原、副线圈匝数比为?=w=2,则原线圈两端电压u】 n2 4=?u2=2x5 v=10 v。本题中可拆变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，要使副线圈 所接电压表示数为5v,则原线圈电压必须大于10 v,故选a。答案bc (2)a5解析(1)由变压器的工作原理可

18、知：猜想合理的同学是甲同学。做出上述判断依据的 物理规律是法拉第电磁感应定律。(2) 为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压(一般低于12v)交流电源。(3) 使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用较大(或最大)量程进行测 试。答案(1)甲 法拉第电磁感应定律(2) 低压(一般低于12v)交流(3) 交流电压较大(或最大)6解析(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”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

19、后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。故合理的顺序是。两线圈的匝数i = l 600, "2=400,当将 1作为原线圈时，山=16 v,副线圈两端电压lh=4v,当原线圈与副线对调后，/ = 8v时，光=32 v,此时 心为原线圈的电 压，而/为副线圈的电压；由以上数据可知斜知答案（1）（2）*=号实验二、利用传感器制作简单的自动控制装置1【答案】c【解析】设身高体重测量仪高度为l,没有站人时压力传感器的压力为f0,设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为to,根据超声波的速度和位移关系可得 = 2l ； 根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比可得u° = kf

20、°；当测重台上站人时，测量仪记录的时间间隔为t,同理可得机= 2（lt）, u = k（f°+mg）,联立解得2/i 7 u-u.v = 9 k =, c 正确；故选 c.t mg点睛：本题为传感器类问题的应用，解题的关键在于明确题意，由题找出对应的信息再 结合所学物理规律即可求解，注意在求身高要注意取单程时间，求质量要明确压力等于重力.2【答案】c【解析】升降机静止时电流表示数为10 '某过程中电流表示数为2虬由欧姆定律分析压敏电阻的阻值变小, 说明压敏电阻所受压力增大，则物体处于超重状态；当电流表示数为051°,由欧姆定律分析压敏电阻的阻 值变大，说明

21、压敏电阻所受压力减小，则物体处于失重状态；物体处于超重状态时，加速度方向向上，故 升降机可能向上加速运动，也可能向下减速运动；物体处于失重状态时，加速度方向向下，故升降机可能 向下加速运动'也可能向上减速运动；故c正确，abd错误； 故选d.【点睛】根据r图象得到电流变化情况，然后结合电路特点得到电阻变化情况，再有 压敏电阻特性得到压力变化情况，最后得到加速度变化情况。3【答案】d【解析】试题分析：由题意知'工件做匀变速直线运动且相邻工件间距依次为5、10、15、20.,有图乙知相邻时间 a =当=/s2 = q.2m i s1间隔为t=o.5s, aals得： t1 0%,故

22、a错误'b正确；光敏电阻的特点'有光照射电阻较小'无光照射电阻较大'根据电路连接关系知当无光照射玲时 电阻较大'分压较大'玲分压较小'故光传感器就输出一次低电压故c错误'd正确；故选bd考点：光敏电阻；匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题考查了光敏电阻的特点以及匀变速直线运动的规律&要知道光敏电阻的特点，有光照射电阻较小，无光照射电阻较大，根据电路连接关系知当无光照 射ri时，电阻较大，分压较大，r2分压较小，故光传感器就输出一次低电压。4【答案】a【解析】由题知'当传感器所在处出现磁体时'减小'r

23、,、r击联的电阻减小，外电路总电阻减小 根据闭台电路欧姆定律得知'干路电流i于增大 路端电压减小 珞电压增大'故g、d两端电压u变小'通过珞电流减小 j矢增大 知电流表示数变大 故a正确 bcd错误。点睛：本题是信息题，首先要抓住传感器rb电阻与磁体的关系，其次按“部分一整体一 部分”的顺序进行动态分析。5【答案】a【解析】ief=l从图中可知'当p向右滑动时'滑动变阻器连入电路的电阻增大'而电源两端的电压恒定'即两并联支路1=1的电压恒定'所以有二极管支路的总电阻增大'故通过二极管的电流减小'光照强度减小'

24、;从而导致光敏电阻上的光照减弱'光敏电阻的阻值r增大 所以根据公式此=尚死=光灯泡两端的电压减小'故再nl根据公式=与可得l消耗的功率减小，b正确。思路分析：根据发光二极管中的电流变化，判断二极管发光变化，发光二极管为光敏电u2p =阻r提供光源，从而判断光敏电阻的阻值变化，再根据公式&判断灯泡消耗的功率。试题点评：考查了电路的动态变化，本题的关键是理解发光二极管为光敏电阻r提供光源和光敏电阻随着光照的增强阻值在减小6【答案】c【解析】【详解】传感器的电导与酒精蒸汽的浓度成正比'而电导和电阻互为倒数。故a错。气体中酒精蒸汽的浓度c越大'电导越大'

25、电阻越小'闭合电路的总电阻越小'总电流越大'电流表指针偏转的角度越大。故b错。气体中酒精的蒸汽浓度c越大'电阻越小'闭合电路的总电阻越小'总电流越大'内电压越大'外电压越小。电阻ro上的电压越大, 所以传感器上电压也越小。故c正确。气体中酒精的蒸汽浓度c越大'传感器电阻越小'总电流越大'电源总功率p=ei可知电源的总功率越大'故d错。故选c。7【答案】 bd【解析】试题分析：车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电， 电阻r上没有电流，故a错误；由乙图可知，当车轮经过时电流先

26、增大后减小，然后再反 向增大减小；因电压是在受压时产生的；故说明电容器先充电后放电；故b正确，c错误； 若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条 件，电子眼仍可拍照，故d正确。考点：电容器的动态分析【名师点睛】根据电流和电路图分析电容器的充放电过程，并根据工作原理明确汽车前 轮刚越过感应线，又倒回到线内是否符合拍照条件。8【答案】 bc【解析】试题分析：开关s由断开变为闭合'由于l的自感作用'通过传感器1的电流一开始有一个固定的电流值当稳定以后，自感消失'电流增大达到最大后'保持不变'故a错误'b正确；开关s由闭合变为断开'f 感器1的电流立即为零，由于l的自感作用（相当于电源），传感器2的电流与原来反向且逐渐减小为零; 故c正确d错误：故选bc.考点