新教材适用2024-2025学年高中物理第3章交变电流3变压器第2课时探究变压器原副线圈电压与匝数的关系提能作业新人教版选择性必修第二册

第三章3.第2课时基础达标练1．在探究变压器电压与匝数的关系试验中，某同学利用“教学用可拆变压器”进行探究。(1)下列器材中，试验须要的器材是_BEG__。(填字母)A．干电池B．低压沟通电源C．220V沟通电源D．条形磁铁E．可拆变压器及导线F．直流电压表G．多用电表(2)下列试验操作，说法正确的是_A__。(填字母)A．为了人身平安，原线圈只能用低压沟通电源，且电压不超过12VB．试验通电时，因电压较低可用手接触袒露导线、接线柱检查电路C．运用多用电表测电压时，量程从低到高，依次试测，最终选用合适挡位测量解析：(1)变压器工作原理是互感，所以输入电流应为变更电流，为了平安，应用低压沟通电压，所以选B；探讨可拆变压器所以选E；由于测交变电流，所以应用沟通电表，所以选G。(2)由于副线圈匝数可能大于原线圈匝数，所以输出电压可能大于36V，所以应用低压沟通电，A正确；通电后，输出电压可能比较大，所以不能用手接触袒露导线，B错误；测量时应从高到低依次测量，C错误。2．(多选)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的试验中，下列说法正确的是(AD)A．用可拆变压器，能便利地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B．测量原、副线圈的电压，可用“测量电池的电动势和内阻”试验中的直流电压表C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，则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，变更副线圈的匝数，探讨其对副线圈电压的影响解析：变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比有关，因此用可拆变压器探讨比较便利。为便于探究，可采纳限制变量法进行探讨，A、D正确；交变电流的电压不能用直流电压表测量，B错误；原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，可推断副线圈的电压小于原线圈电压，C错误。3．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的试验中，(1)如图所示仪器中不必用到的是(AB)(2)试验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是(C)A．原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡B．原线圈接直流电压，多用电表用沟通电压挡C．原线圈接沟通电压，多用电表用沟通电压挡D．原线圈接沟通电压，多用电表用直流电压挡(3)若某次试验中用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器，测得的电压分别为U1＝3.6V和U2＝8.2V，据此可知_N2__(选填“N1”或“N2”)是原线圈，电压比与匝数比不相等，可能的缘由是_漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等__。(4)某同学在完成上述试验后，采纳如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小)，为保证电路中各元件平安，试验结束时，首先应断开_A__(填选项前的字母)。A．导线A B．导线BC．开关C D．导线D解析：(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的试验中，须要的器材有学生电源，供应低压沟通电，同时还须要沟通电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合器材需求可知，不必用到的是AB。(2)依据试验原理可知，原线圈应接沟通电压，副线圈应接多用电表的沟通电压挡，故C正确。(3)变压器不是志向的，存在漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等电能损耗，即副线圈电压小于原线圈电压的一半，则N2肯定是原线圈，N1为副线圈。试验结束时，应先把电压表从电路中断开，否则在断开开关瞬间会产生大电压烧毁电压表，故应先断开导线A，故A正确。实力提升练4．用可拆变压器、学生电源、多用电表等器材“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”，若原、副线圈匝数比为2∶1，输入电压U1＝10V，输出电压为U2，下列选项错误的是(B)A．试验时U1不要超过12V，且不要用手接触袒露的导线及接线柱B．原线圈应接学生电源的“DC”输出端C．若测得U2＝4.8V，可能缘由是变压器工作时存在能量损失D．若测得U2＝1.8V，可能缘由是变压器工作时存在“漏磁”解析：为了人身平安，试验时U1不要超过12V，且不要用手接触袒露的导线及接线柱，故A正确；变压器原线圈应接沟通电，故应接学生电源“AC”输出端，故B错误；依据变压器工作原理eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝5V，若测得U2小于5V，主要缘由是变压器是不志向的，故有漏磁、铁芯发热，导线发热导致能量损失，故C、D正确。故选B。5．(2024·南通高二阶段练习)某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的试验中，采纳了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示：(1)下列说法正确的是_C__。A．为保证明验平安，原线圈应接低压直流电源B．变压器中铁芯是整块硅钢C．保持原线圈电压及匝数不变，可变更副线圈的匝数，探讨副线圈的匝数对输出电压的影响D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈(2)试验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如下，由数据可知N1肯定是_副__线圈的匝数(填“原”或“副”)。依据表格中的数据，在试验误差允许的范围内，可得出原副线圈两端电压与匝数的关系：_原、副线圈两端电压U与匝数N成正比__。N1/匝100100200200N2/匝200400400800U1/V2.11.955.222.35U2/V4.288.0010.609.64(3)学习小组视察试验室中一降压变压器的两个线圈的导线，发觉导线粗细不同，结合以上试验结论，应将较细的线圈作为_原__线圈(填“原”或“副”)。解析：(1)变压器变更的是沟通电压，因此原线圈不能接低压直流电源，选项A错误；因为变压器的工作原理是电磁感应，假如变压器铁芯是用整块铁芯，则在电磁场的作用下，会产生很大的涡流发热，当热量达到肯定程度时，会损坏铁芯和线圈，故不能用整块硅钢，选项B错误；探讨变压器电压和匝数的关系，用到限制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，变更副线圈匝数，探讨副线圈匝数对副线圈电压的影响，选项C正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，而不是靠铁芯导电来传输电能，选项D错误。故选C。(2)由数据可知N1肯定是副线圈的匝数；由表可知，在误差范围内，原、副线圈两端电压U与匝数N成正比，则eq\f(U1,U2)＝eq\f(N1,N2)。(3)志向变压器的输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以副线圈的电压小于原线圈的电压，而功率又相等，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，为了削减功率损失，依据电阻定律可知副线圈应用较粗的铜导线绕制，故应将较细的线圈作为原线圈。6．(2024·福建三明高二期末)某同学用匝数可调的可拆变压器来探究“变压器线圈两端的电压与匝数的关系”试验：(1)下列操作正确的是_B__。A．原线圈接学生电源直流电压，电表置于直流电压挡B．原线圈接学生电源沟通电压，电表置于沟通电压挡(2)如图甲所示，一变压器的副线圈匝数模糊不清，该同学为确定其匝数，原线圈选择“0”“8”(×100匝)接线柱，测得电源电压为10.0V，副线圈电压为4.9V，则此时接入的副线圈可能是_B__。A．“0”“2”接线柱B．“0”“4”接线柱(3)如图乙所示，探究铁芯在变压器中的用途时，该同学先将上方的铁芯取出，再将铁芯缓慢向左水平推入，则视察到小灯泡亮度变更与铁芯作用分析正确的是_AC__。A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．铁芯起到传送能量的作用D．若将铁芯换成等大的铜块，则试验现象更明显(4)你认为该试验的系统误差主要来源是_见解析__(写出一条即可)。解析：(1)变压器在沟通电条件下才能正常工作，A错误，B正确。故选B。(2)依据电压匝数关系有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1)，A错误，B正确。(3)变压器的铁芯的作用是导磁，尽量削减漏磁，其起到传递能量的作用，A、C正确，B错误；铜不能被磁化，因此不能导磁，若将铁芯换成等大的铜块，则试验现象不明显，D错误。故选AC。(4)实际的变压器的线圈与铁芯都有肯定的电阻，且存在漏磁，则试验的系统误差主要来源是线圈和铁芯有肯定的电阻与存在漏磁。7．某同学利用试验室中的自耦变压器做“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的试验。图甲为变压器的实物图，图乙为其内部结构图，图丙为试验原理图。除自耦变压器外试验室还供应了如下器材。A．直流电压表；B.多用电表；C.220V沟通电源；D.交直流学生电源；E.低压直流电源；F.滑动变阻器“20Ω，2A”；G.滑动变阻器“5Ω，0.5A”；H.开关、导线若干。回答下列问题：(1)试验中电源应选用_D__，测量电压的电表应选用_B__，滑动变阻器应选用_F__。(2)试验中原线圈的匝数用图甲刻度盘上的_总刻度__表示，副线圈的匝数用图甲刻度盘上的手柄上的指针指示刻度表示。(3)为了试验过程中的平安，下列做法正确的是_ABD__。A．为了人身平安，只能运用低压电源，所用电压不要超过12VB．连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行试验C．因为运用电压较低，通电时可用手干脆接触袒露的导线、接线柱D．为了测量电表的平安，测量电压时，先选用最大量程试测(4)试验中想通过调整滑动变阻器变更副线圈上的电压，是否可行？_不行行__(5)下表为某次试验得到的数据，从数据上发觉电压比总小于匝数比，除测量误差外造成这一结果的主要缘由是(说出两个缘由)：①_有漏磁(磁损)__②_铁芯发热(铁损)或线圈导线发热(线圈有电阻)__。试验数据记录表(表盘总刻度为240U1＝12V)试验次数12345指针指示刻度406080120200U2/N1.902.923.945.969.98解析：(1)变压器工作必需针对沟通电，为了确保平安，选用沟通学生电源D；由于测量的是沟通电压，因此选用多用电表B的沟通挡位；为确保平安，选用额定电流为2A的滑动变阻器F。(2)原线圈的匝数是线圈的总匝数，用图甲刻度盘上的总刻度表示。(3)在试验中为了确保人身平安，须要运用低压电源，且电压不要超过12V，A正确；为了确保平安，试验时，连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行试验，B正确；即使运用电压较低，为了确保试验数据的牢靠精确性，通电时也不能用手干脆接触袒露的导线、接线柱，C错误；为了测量电