备考2024届高考物理一轮复习强化训练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

实验十五探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1.[实验组合考查/2023浙江6月]以下实验中，说法正确的是CD（多选）.A.“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积C.“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大D.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零解析“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流也逐渐减小，A错误；“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需要等到油膜充分扩展成单分子油膜后，才能描绘油膜轮廓，测出油膜面积，B错误；“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小，“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，C正确；“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没有装上，原线圈接入10V的交流电时，只是漏磁较严重，变压器的效率会很低，但是在副线圈中仍能够产生感应电动势，副线圈输出电压不为零，D正确.2.[传感器实验在选择题中考查/2022北京]某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统.如图所示，电路中的R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）.水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小.当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2（U1、U2为定值）时，控制开关自动开启高水位预警.下列说法正确的是（C）A.U1＜U2B.R2为压力传感器C.定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D.定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高解析水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小.控制开关自动开启低水位预警时水位越低，压力传感器的电阻值越大，压力传感器两端电压越大，定值电阻两端电压越小，由于a、b两端此时的电压大于U1，根据串联电路分压特点可知，R1为压力传感器，高水位时压力传感器的电阻值较小，压力传感器R1两端电压较小，U1＞U2，AB错误.若定值电阻的阻值越大，压力传感器分得的电压越小，水位升高时，压力传感器的电阻减小，分得的电压减小，很容易达到U2，即开启高水位预警时的水位越低，C正确；水位降低时，压力传感器的电阻增大，分得的电压增大，水位要降得更低，压力传感器阻值更大，分得的电压才能达到U1，即开启低水位预警的水位越低，D错误.3.[创新实验设计/2023湖南]某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）.（1）先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是1000Ω；（2）适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为R1R2R3（用R1、R2、R3（3）依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：次数123456砝码质量m/g0.00.51.01.52.02.5电压U/mV057115168220280根据表中数据在图（c）上描点，绘制U－m关系图线；图（c）（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是0.018N（重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字）；（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1＞F0（填“＞”“＝”或“＜”）.解析（1）由图（b）可知，对应的读数为10×100Ω＝1000Ω.（2）根据电压传感器示数为0可得I1R1＝I2R2，I1RF＝I2R3，解得RF＝R1R2（3）把表格中的数据在图（c）上进行描点，然后用一条直线拟合，使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，离直线较远的点舍弃，如图（c）所示.（4）根据U－m图像可知，当U＝200mV时，m＝1.80g，故F0＝mg＝0.018N.（5）可将C、D以外的电路等效为新的电源，C、D两点电压视为路端电压，因为换用非理想毫伏表后，当读数为200mV时，实际上C、D间断路（接理想毫伏表时）时的电压大于200mV，则在压力传感器上施加微小压力F1时C、D间的电压大于在压力传感器上施加微小压力F0时C、D间的电压，结合U－m关系图线可知，F1＞F0.4.[实验方法创新/2021山东]热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律.可供选择的器材有：待测热敏电阻RT（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；电源E（电动势1.5V，内阻r约0.5Ω）；电阻箱R（阻值范围0～9999.99Ω）；滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值2000Ω）；微安表（量程100μA，内阻等于2500Ω）；开关两个，温控装置一套，导线若干.同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：①按图示连接电路；②闭合S1、S2，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2，调节电阻箱，使微安表指针半偏；④记录此时的温度和电阻箱的阻值.回答下列问题：（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用R1（填“R1”或“R2”）.（2）请用笔画线代替导线，将图乙中实物图（不含温控装置）连接成完整电路.图甲图乙（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00Ω，该温度下热敏电阻的测量值为3500Ω（结果保留到个位），该测量值大于（填“大于”或“小于”）真实值.（4）多次实验后，学习小组绘制了如图丙所示的图像.由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐减小（填“增大”或“减小”）.图丙答案（2）如图所示.解析（1）用半偏法测量热敏电阻的阻值，应尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左半部分并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后该部分电阻变化越小，从而电压的值变化越小，故滑动变阻器应选用最大值较小的R1才能更准确地进行实验.（3）微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即RT＋RμA＝6000Ω，由RμA＝2500Ω易得RT＝3500Ω.当断开S2，微安表半偏时，由于该支