备考2025届高考物理一轮复习分层练习第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器实验十五探究变压器原副线圈电压与匝数的关系

试验十五探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1.[2024哈师大附中校考]某同学在做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”试验.（1）试验室中有下列器材：A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）；B.条形磁铁；C.开关、导线若干；D.沟通电压表.在本试验中，上述器材不须要用到的是B（器材序号字母），还需用到的器材有低压沟通电源（选填“直流电源”或“低压沟通电源”）.（2）该学生做试验时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，视察到副线圈两端的电压增大（选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，视察到副线圈两端的电压减小（选填“增大”“减小”或“不变”）；上述探究过程接受的试验方法是限制变量法.（3）若试验电路图如图所示，试验时n1＝800匝，n2＝400匝，断开S，接通电源，视察到电压表的读数为6V，若可拆变压器可视为志向变压器，则：①变压器的输入电压有效值为C；A.3V B.62V C.12V D.15V②若灯泡的额定电压为6V，闭合S，灯泡能否正常发光？能（填“能”或“不能”）.解析（1）“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”试验中不须要条形磁铁，故选B.题中还需用到的器材是低压沟通电源.（2）做试验时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，因原、副线圈电压和匝数成正比，即U1U2＝n1n2，则会视察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，依据U1U2＝n1n2（3）①依据变压器原理可得U1＝n1n2U2＝800400×6V＝12V，故选C.②灯泡的额定电压也为6V，试验时变压器为志向2.为了探究志向变压器原、副线圈电压与匝数的关系，某试验小组做了下列试验.一个可变变压器原线圈接入220V正弦沟通电，副线圈接有一个志向电压表.副线圈有三个抽头a、b、c.变压器总匝数为1000匝，测得S分别接a、b时电压表示数为176V、110V，已知b为线圈中点，试验初步探究得到原、副线圈电压与匝数的关系是成正比；已知抽头c与线圈下端间匝数为总匝数的四分之一，则S接c时，电压表示数为55V，抽头a、b间匝数为300匝.解析依据nb∶n1＝1∶2，Ub∶U1＝1∶2，可以得出UbU1＝nbn1，故原、副线圈电压与匝数成正比，又nc＝14n1，故Uc＝14U1＝55V，而Ua＝176V，故na＝UaU1·n1＝800匝，又nb＝12·n1＝500匝，则a、b间匝数Δ3.某试验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图甲、图乙所示.（1）以下给出的器材中，本试验须要用到的是BD.A.干电池B.学生电源C.试验室用电压表D.多用电表（2）关于本试验，下列说法正确的是C.A.为确保试验平安，试验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.因为运用的电压较低，通电时可干脆用手接触袒露的导线进行连接C.试验时可以保持原线圈电压、匝数不变，变更副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响D.变压器起先正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈（3）某次试验中，用匝数na＝400匝和nb＝800匝的线圈试验，测量的数据如下表所示，下列说法正确的是C.Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98A.原线圈的匝数为na，用较粗导线绕制B.副线圈的匝数为na，用较细导线绕制C.原线圈的匝数为nb，用较细导线绕制D.副线圈的匝数为nb，用较粗导线绕制（4）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成.作为横挡的铁芯Q的硅钢片应依据下列哪种方法设计？B. AB解析（1）试验中变压器原线圈须要输入沟通电压，而干电池只能输出恒定直流电压，学生电源可以输出沟通电压，故A不符合题意，B符合题意；试验中变压器副线圈输出沟通电压，而试验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量沟通电压，故C不符合题意，D符合题意.故选BD.（2）为确保试验平安，试验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，从而使副线圈输出电压较低，故A错误；虽然运用的电压较低，但试验中仍有可能出现错接或者短路等状况，为了人身平安，通电时不能用手接触袒露的导线进行连接，故B错误；试验时可以保持原线圈电压、匝数不变，变更副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；互感现象是变压器的工作原理，电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变更，铁芯中的磁场也在不断变更，变更的磁场在副线圈中产生感应电动势，因此变压器是通过铁芯传递磁场能，将电能从原线圈传输到副线圈，故D错误.（3）由表格数据可知UbUa＞nbna，考虑到试验中所用变压器并非志向变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为nb，副线圈的匝数为na，而副线圈电压较小，电流较大，所以为了避开副线圈过载烧毁，副线圈所用导线应比原线圈导线粗，故A、B（4）由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变更