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物理選擇性必修 第二冊3 變壓器復習練習題
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這是一份物理選擇性必修 第二冊3 變壓器復習練習題,共17頁。
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【題型1 實驗原理與操作】
\l "_Tc25206" 【題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析】
【題型1 實驗原理與操作】
【例1】(1)某同學在做“探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系”實驗時,用學生電源提供給圖甲所示變壓器原線圈的電壓為5 V,用演示電表交流50 V 擋測量副線圈電壓時示數(shù)如圖乙所示,則變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比可能是__________;
A.5∶8 B.5∶16
C.1∶14 D.1∶8
(2)街頭見到的變壓器是降壓變壓器,假設它只有一個原線圈和一個副線圈,__________(填寫“原線圈”或“副線圈”)應該使用較粗的導線。
【變式1-1】物理研究課上,同學們用可拆變壓器“探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關系”??刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示:
(1)下列說法正確的是________;
A.為確保實驗安全,實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
B.變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈電壓時應當用多用電表的“直流電壓擋”
C.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響
D.測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量
E.變壓器開始正常工作后,鐵芯導電,把電能由原線圈輸送到副線圈
F.變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用
(2)如圖丙所示,某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學生電源的交流輸出端,副線圈接小燈泡。下列說法正確的是________。
A.與變壓器未通電時相比較,此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力
B.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù),小燈泡的亮度將保持不變
C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),學生電源的過載指示燈可能會亮起
【變式1-2】在探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系實驗中,小李同學采用了如圖所示的可拆式變壓器(鐵芯不閉合)進行研究。
(1)實驗還需下列器材中的________;
(2)實驗中,上圖中變壓器的原線圈接“0、8”接線柱,副線圈接線“0、4”接線柱,當副線圈所接電表的示數(shù)為5.0 V,則所接電源電壓擋位可能為________。
A.18.0 V B.10.0 V C.5.0 V D.2.5 V
【變式1-3】有一個教學用的可拆變壓器,其鐵心粗細一致,如圖所示,它有兩個外觀基本相同的線圈A、B(內部導線電阻率、橫截面積相同),線圈外部還可以再繞線圈。
(1)某同學用多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值,指針分別對應圖中的a、b位置,則A線圈的電阻為_____Ω,由此可推斷_____(選填“A”或“B”)線圈的匝數(shù)較多。
(2)如果把該變壓器看作理想變壓器,現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù),提供的器材有:一根足夠長絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源,請完成以下實驗步驟:
①用絕緣導線在線圈B上繞制n匝線圈;
②將A線圈與低壓交流電源相連接;
③用多用電表的“交流電壓”擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和________(選填“繞制”或“B”)線圈的輸出電壓U;
④則A線圈的匝數(shù)為________(用已知和測得量的符號表示)。
【題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析】
【例2】一個教學用的簡易變壓器,兩線圈的匝數(shù)未知,某同學想用所學變壓器的知識測定兩線圈的匝數(shù)。
(1)為完成該實驗,除了選用電壓表、導線外,還需要選用低壓________(填“直流”或“交流”)電源。
(2)該同學在變壓器鐵芯上繞10匝絕緣金屬導線C,然后將簡易變壓器的A、B兩線圈依次接電源,用電壓表分別測出線圈A,線圈B及線圈C兩端的電壓,記錄在下面的表格中,則線圈A的匝數(shù)為________匝,線圈B的匝數(shù)為________匝。
(3)為減小線圈匝數(shù)的測量誤差,你認為繞制線圈C的匝數(shù)應該________(填“多一些”“少一些”)更好。
【變式2-1】如圖所示為某型號電吹風電路圖,a、b、c、d為四個固定觸點??蓜拥纳刃谓饘儆|片P可同時接觸兩個觸點。觸片P處于不同位置時,電吹風可處于停機、吹熱風和吹冷風三種工作狀態(tài)。該電吹風吹熱風時輸入功率為500W,吹冷風時輸入功率為60W。小風扇額定電壓為60V,正常工作時小風扇輸出功率為50W。和分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。則
A.吹冷風時觸片P位于ab之間
B.吹熱風時通過電熱絲的電流為1A
C.小風扇的內阻是10Ω
D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比
【變式2-2】(1)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中,下列器材在實驗中不必用到的有________。
(2)若在實驗中用匝數(shù)N1=400匝和N2=800匝的變壓器,對應的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù),下列說法正確的是________。
A.N1一定是原線圈 B.N2一定是原線圈
C.N1可能是副線圈 D.N2可能是副線圈
【變式2-3】如圖,為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系,我們把沒有用導線相連的線圈套在同一閉合的鐵芯上,一個線圈連到電源的輸出端,另一個線圈連到小燈泡上,如圖所示,試回答下列問題:
(1)線圈應連到學生電源的______________(選填直流、交流);
(2)將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù),其余裝置不變繼續(xù)實驗,燈泡亮度將__________(選填變亮、變暗),這說明燈泡兩端的電壓__________(選填變大、變小);
(3)實驗中發(fā)現(xiàn),在所有連接都完好的情況下,電路接通后,燈泡始終不亮,但卻在電路接通或斷開的瞬間,燈泡會閃亮一下,原因是__________。
參考答案
【題型1 實驗原理與操作】
【例1】(1)某同學在做“探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系”實驗時,用學生電源提供給圖甲所示變壓器原線圈的電壓為5 V,用演示電表交流50 V 擋測量副線圈電壓時示數(shù)如圖乙所示,則變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比可能是__________;
A.5∶8 B.5∶16
C.1∶14 D.1∶8
(2)街頭見到的變壓器是降壓變壓器,假設它只有一個原線圈和一個副線圈,__________(填寫“原線圈”或“副線圈”)應該使用較粗的導線。
答案 (1)D (2)副線圈
解析 (1)根據(jù)電壓表讀數(shù)的方法可知,該變壓器的輸出電壓為40 V,所以變壓器的原副線圈匝數(shù)之比eq \f(n1,n2)=eq \f(U1,U2)=eq \f(5,40)=eq \f(1,8),故D正確,A、B、C錯誤。
(2)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比,當只有一個副線圈的時候,電流與匝數(shù)成反比,街頭用電的變壓器是降壓變壓器,可知副線圈的匝數(shù)比原線圈的匝數(shù)少,副線圈的電流較大,應該使用較粗的導線。
【變式1-1】物理研究課上,同學們用可拆變壓器“探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示:
(1)下列說法正確的是________;
A.為確保實驗安全,實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
B.變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈電壓時應當用多用電表的“直流電壓擋”
C.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響
D.測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量
E.變壓器開始正常工作后,鐵芯導電,把電能由原線圈輸送到副線圈
F.變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用
(2)如圖丙所示,某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學生電源的交流輸出端,副線圈接小燈泡。下列說法正確的是________。
A.與變壓器未通電時相比較,此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力
B.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù),小燈泡的亮度將保持不變
C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),學生電源的過載指示燈可能會亮起
解析:(1)為確保實驗安全,實驗中要求副線圈匝數(shù)小于原線圈匝數(shù),使得次級電壓較小,故A錯誤;變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈電壓時應當用多用電表的“交流電壓擋”測量,故B錯誤;實驗時可采用控制變量法,先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響,故C正確;測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量,防止燒壞電壓表,故D正確;變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用,故E錯誤,F(xiàn)正確。
(2)變壓器線圈通電會產(chǎn)生磁場,而變壓器上端的橫條相當于磁鐵,下端對橫條有吸引力作用,因此與變壓器未通電時相比較,此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力,故A正確;僅增加原線圈匝數(shù),副線圈兩端電壓將減小,小燈泡亮度將變暗,故B錯誤;若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),副線圈兩端電壓增大,小燈泡消耗的功率變大,學生電源輸出的功率變大,有可能會使學生電源的過載指示燈亮起,故C正確。
答案:(1)CDF (2)AC
【變式1-2】在探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系實驗中,小李同學采用了如圖所示的可拆式變壓器(鐵芯不閉合)進行研究。
(1)實驗還需下列器材中的________;
(2)實驗中,上圖中變壓器的原線圈接“0、8”接線柱,副線圈接線“0、4”接線柱,當副線圈所接電表的示數(shù)為5.0 V,則所接電源電壓擋位可能為________。
A.18.0 V B.10.0 V C.5.0 V D.2.5 V
解析:(1)本實驗中,變壓器的原線圈應接在交流電源上;為了知道原、副線圈的電壓比和線圈匝數(shù)比之間的關系,還需要用交流電壓表。故學生電源和交流電壓表兩個器材不能缺少。
(2)理想變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)的關系為eq \f(U1,U2)=eq \f(n1,n2);若變壓器的原線圈接“0、8”接線柱,副線圈接線“0、4”接線柱,則原、副線圈匝數(shù)比為eq \f(n1,n2)=2,則原線圈兩端電壓U1=eq \f(n1,n2)U2=10 V;本題中可拆變壓器并非理想變壓器,存在漏磁現(xiàn)象,要使副線圈所接電壓表示數(shù)為5 V,則原線圈電壓必須大于10 V,故選A。
答案:(1)BC (2)A
【變式1-3】有一個教學用的可拆變壓器,其鐵心粗細一致,如圖所示,它有兩個外觀基本相同的線圈A、B(內部導線電阻率、橫截面積相同),線圈外部還可以再繞線圈。
(1)某同學用多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值,指針分別對應圖中的a、b位置,則A線圈的電阻為_____Ω,由此可推斷_____(選填“A”或“B”)線圈的匝數(shù)較多。
(2)如果把該變壓器看作理想變壓器,現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù),提供的器材有:一根足夠長絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源,請完成以下實驗步驟:
①用絕緣導線在線圈B上繞制n匝線圈;
②將A線圈與低壓交流電源相連接;
③用多用電表的“交流電壓”擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和________(選填“繞制”或“B”)線圈的輸出電壓U;
④則A線圈的匝數(shù)為________(用已知和測得量的符號表示)。
解析:(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)=指針指示值×倍率。A的讀數(shù)為24,倍率為“×1”,所以電阻為24 Ω。根據(jù)電阻定律,導線越長,電阻越大,因為A的電阻比B大,所以A線圈匝數(shù)多。
(2)③因為要測量A線圈匝數(shù),所以要把A線圈與低壓交流電源相連接。變壓器輸入、輸出電壓都是交流電,所以要用交流電壓擋測繞制線圈的輸出電壓U。
④根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比,有eq \f(UA,U)=eq \f(nA,n),所以nA=eq \f(UA,U)n。
答案:(1)24 A (2)繞制 eq \f(UA,U)n
【題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析】
【例2】一個教學用的簡易變壓器,兩線圈的匝數(shù)未知,某同學想用所學變壓器的知識測定兩線圈的匝數(shù)。
(1)為完成該實驗,除了選用電壓表、導線外,還需要選用低壓________(填“直流”或“交流”)電源。
(2)該同學在變壓器鐵芯上繞10匝絕緣金屬導線C,然后將簡易變壓器的A、B兩線圈依次接電源,用電壓表分別測出線圈A,線圈B及線圈C兩端的電壓,記錄在下面的表格中,則線圈A的匝數(shù)為________匝,線圈B的匝數(shù)為________匝。
(3)為減小線圈匝數(shù)的測量誤差,你認為繞制線圈C的匝數(shù)應該________(填“多一些”“少一些”)更好。
解析:(1)需要選用低壓交流電,才能產(chǎn)生交變的磁場。
(2)根據(jù)變壓器原理有:eq \f(nA,nC)=eq \f(UA,UC)
解得:nA=eq \f(UA,UC)nC=400匝
同理有:eq \f(nB,nC)=eq \f(UB,UC)
解得:nB=eq \f(UB,UC)nC=190匝。
(3)根據(jù)eq \f(nA,nC)=eq \f(UA,UC),可知C的匝數(shù)越多,C的電壓示數(shù)越大,測量更準確,故線圈C的匝數(shù)應該多一些。
答案:(1)交流 (2)400 190 (3)多一些
【變式2-1】如圖所示為某型號電吹風電路圖,a、b、c、d為四個固定觸點??蓜拥纳刃谓饘儆|片P可同時接觸兩個觸點。觸片P處于不同位置時,電吹風可處于停機、吹熱風和吹冷風三種工作狀態(tài)。該電吹風吹熱風時輸入功率為500W,吹冷風時輸入功率為60W。小風扇額定電壓為60V,正常工作時小風扇輸出功率為50W。和分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。則
A.吹冷風時觸片P位于ab之間
B.吹熱風時通過電熱絲的電流為1A
C.小風扇的內阻是10Ω
D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比
答案:CD
【變式2-2】(1)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中,下列器材在實驗中不必用到的有________。
(2)若在實驗中用匝數(shù)N1=400匝和N2=800匝的變壓器,對應的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù),下列說法正確的是________。
A.N1一定是原線圈 B.N2一定是原線圈
C.N1可能是副線圈 D.N2可能是副線圈
解析:(1)該實驗要用低壓交流電源和交流電表,所以不需要干電池和滑動變阻器。故選A、C。
(2)已知N1=400匝和N2=800匝,表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出電壓之比eq \f(U1,U2)<eq \f(N1,N2)=eq \f(1,2),由此可知此變壓器不是理想變壓器,原因是漏磁從而導致匝數(shù)比變大,N2一定是原線圈,N1一定是副線圈。故選B。
答案:(1)AC (2)B
【變式2-3】如圖,為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系,我們把沒有用導線相連的線圈套在同一閉合的鐵芯上,一個線圈連到電源的輸出端,另一個線圈連到小燈泡上,如圖所示,試回答下列問題:
(1)線圈應連到學生電源的______________(選填直流、交流);
(2)將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù),其余裝置不變繼續(xù)實驗,燈泡亮度將__________(選填變亮、變暗),這說明燈泡兩端的電壓__________(選填變大、變小);
(3)實驗中發(fā)現(xiàn),在所有連接都完好的情況下,電路接通后,燈泡始終不亮,但卻在電路接通或斷開的瞬間,燈泡會閃亮一下,原因是__________。
答案:(1)交流
(2)變暗;變小
(3)變壓器的初級連接的是學生電源的“直流”
解析:(1)線圈應連到學生電源的交流;
(2)將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù),其余裝置不變繼續(xù)實驗,由于變壓器次級匝數(shù)減小,則次級電壓減小,則燈泡亮度將變暗,這說明燈泡兩端的電壓變小;
(3)實驗中發(fā)現(xiàn),在所有連接都完好的情況下,電路接通后,燈泡始終不亮,但卻在電路接通或斷開的瞬間,燈泡會閃亮一下,原因是變壓器的初級連接的是學生電源的“直流”。
A線圈電壓
B線圈電壓
C線圈電壓
8.0 V
3.8 V
0.2 V
實驗次數(shù)
1
2
3
4
U1/V
0.90
1.40
1.90
2.40
U2/V
2.00
3.01
4.02
5.02
A線圈電壓
B線圈電壓
C線圈電壓
8.0 V
3.8 V
0.2 V
實驗次數(shù)
1
2
3
4
U1/V
0.90
1.40
1.90
2.40
U2/V
2.00
3.01
4.02
5.02
專題3.6 探究變壓器的實驗
【人教版】
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\l "_Tc1161" 【題型1 實驗原理與操作】
\l "_Tc25206" 【題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析】
【題型1 實驗原理與操作】
【例1】(1)某同學在做“探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系”實驗時,用學生電源提供給圖甲所示變壓器原線圈的電壓為5 V,用演示電表交流50 V 擋測量副線圈電壓時示數(shù)如圖乙所示,則變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比可能是__________;
A.5∶8 B.5∶16
C.1∶14 D.1∶8
(2)街頭見到的變壓器是降壓變壓器,假設它只有一個原線圈和一個副線圈,__________(填寫“原線圈”或“副線圈”)應該使用較粗的導線。
答案 (1)D (2)副線圈
解析 (1)根據(jù)電壓表讀數(shù)的方法可知,該變壓器的輸出電壓為40 V,所以變壓器的原副線圈匝數(shù)之比eq \f(n1,n2)=eq \f(U1,U2)=eq \f(5,40)=eq \f(1,8),故D正確,A、B、C錯誤。
(2)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比,當只有一個副線圈的時候,電流與匝數(shù)成反比,街頭用電的變壓器是降壓變壓器,可知副線圈的匝數(shù)比原線圈的匝數(shù)少,副線圈的電流較大,應該使用較粗的導線。
【變式1-1】物理研究課上,同學們用可拆變壓器“探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示:
(1)下列說法正確的是________;
A.為確保實驗安全,實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
B.變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈電壓時應當用多用電表的“直流電壓擋”
C.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響
D.測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量
E.變壓器開始正常工作后,鐵芯導電,把電能由原線圈輸送到副線圈
F.變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用
(2)如圖丙所示,某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學生電源的交流輸出端,副線圈接小燈泡。下列說法正確的是________。
A.與變壓器未通電時相比較,此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力
B.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù),小燈泡的亮度將保持不變
C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),學生電源的過載指示燈可能會亮起
解析:(1)為確保實驗安全,實驗中要求副線圈匝數(shù)小于原線圈匝數(shù),使得次級電壓較小,故A錯誤;變壓器的原線圈接低壓交流電,測量副線圈電壓時應當用多用電表的“交流電壓擋”測量,故B錯誤;實驗時可采用控制變量法,先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響,故C正確;測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量,防止燒壞電壓表,故D正確;變壓器開始正常工作后,若不計各種損耗,在原線圈上將電能轉化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用,故E錯誤,F(xiàn)正確。
(2)變壓器線圈通電會產(chǎn)生磁場,而變壓器上端的橫條相當于磁鐵,下端對橫條有吸引力作用,因此與變壓器未通電時相比較,此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力,故A正確;僅增加原線圈匝數(shù),副線圈兩端電壓將減小,小燈泡亮度將變暗,故B錯誤;若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),副線圈兩端電壓增大,小燈泡消耗的功率變大,學生電源輸出的功率變大,有可能會使學生電源的過載指示燈亮起,故C正確。
答案:(1)CDF (2)AC
【變式1-2】在探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系實驗中,小李同學采用了如圖所示的可拆式變壓器(鐵芯不閉合)進行研究。
(1)實驗還需下列器材中的________;
(2)實驗中,上圖中變壓器的原線圈接“0、8”接線柱,副線圈接線“0、4”接線柱,當副線圈所接電表的示數(shù)為5.0 V,則所接電源電壓擋位可能為________。
A.18.0 V B.10.0 V C.5.0 V D.2.5 V
解析:(1)本實驗中,變壓器的原線圈應接在交流電源上;為了知道原、副線圈的電壓比和線圈匝數(shù)比之間的關系,還需要用交流電壓表。故學生電源和交流電壓表兩個器材不能缺少。
(2)理想變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)的關系為eq \f(U1,U2)=eq \f(n1,n2);若變壓器的原線圈接“0、8”接線柱,副線圈接線“0、4”接線柱,則原、副線圈匝數(shù)比為eq \f(n1,n2)=2,則原線圈兩端電壓U1=eq \f(n1,n2)U2=10 V;本題中可拆變壓器并非理想變壓器,存在漏磁現(xiàn)象,要使副線圈所接電壓表示數(shù)為5 V,則原線圈電壓必須大于10 V,故選A。
答案:(1)BC (2)A
【變式1-3】有一個教學用的可拆變壓器,其鐵心粗細一致,如圖所示,它有兩個外觀基本相同的線圈A、B(內部導線電阻率、橫截面積相同),線圈外部還可以再繞線圈。
(1)某同學用多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值,指針分別對應圖中的a、b位置,則A線圈的電阻為_____Ω,由此可推斷_____(選填“A”或“B”)線圈的匝數(shù)較多。
(2)如果把該變壓器看作理想變壓器,現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù),提供的器材有:一根足夠長絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源,請完成以下實驗步驟:
①用絕緣導線在線圈B上繞制n匝線圈;
②將A線圈與低壓交流電源相連接;
③用多用電表的“交流電壓”擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和________(選填“繞制”或“B”)線圈的輸出電壓U;
④則A線圈的匝數(shù)為________(用已知和測得量的符號表示)。
解析:(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)=指針指示值×倍率。A的讀數(shù)為24,倍率為“×1”,所以電阻為24 Ω。根據(jù)電阻定律,導線越長,電阻越大,因為A的電阻比B大,所以A線圈匝數(shù)多。
(2)③因為要測量A線圈匝數(shù),所以要把A線圈與低壓交流電源相連接。變壓器輸入、輸出電壓都是交流電,所以要用交流電壓擋測繞制線圈的輸出電壓U。
④根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比,有eq \f(UA,U)=eq \f(nA,n),所以nA=eq \f(UA,U)n。
答案:(1)24 A (2)繞制 eq \f(UA,U)n
【題型2 數(shù)據(jù)處理與誤差分析】
【例2】一個教學用的簡易變壓器,兩線圈的匝數(shù)未知,某同學想用所學變壓器的知識測定兩線圈的匝數(shù)。
(1)為完成該實驗,除了選用電壓表、導線外,還需要選用低壓________(填“直流”或“交流”)電源。
(2)該同學在變壓器鐵芯上繞10匝絕緣金屬導線C,然后將簡易變壓器的A、B兩線圈依次接電源,用電壓表分別測出線圈A,線圈B及線圈C兩端的電壓,記錄在下面的表格中,則線圈A的匝數(shù)為________匝,線圈B的匝數(shù)為________匝。
(3)為減小線圈匝數(shù)的測量誤差,你認為繞制線圈C的匝數(shù)應該________(填“多一些”“少一些”)更好。
解析:(1)需要選用低壓交流電,才能產(chǎn)生交變的磁場。
(2)根據(jù)變壓器原理有:eq \f(nA,nC)=eq \f(UA,UC)
解得:nA=eq \f(UA,UC)nC=400匝
同理有:eq \f(nB,nC)=eq \f(UB,UC)
解得:nB=eq \f(UB,UC)nC=190匝。
(3)根據(jù)eq \f(nA,nC)=eq \f(UA,UC),可知C的匝數(shù)越多,C的電壓示數(shù)越大,測量更準確,故線圈C的匝數(shù)應該多一些。
答案:(1)交流 (2)400 190 (3)多一些
【變式2-1】如圖所示為某型號電吹風電路圖,a、b、c、d為四個固定觸點??蓜拥纳刃谓饘儆|片P可同時接觸兩個觸點。觸片P處于不同位置時,電吹風可處于停機、吹熱風和吹冷風三種工作狀態(tài)。該電吹風吹熱風時輸入功率為500W,吹冷風時輸入功率為60W。小風扇額定電壓為60V,正常工作時小風扇輸出功率為50W。和分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。則( )
A.吹冷風時觸片P位于ab之間
B.吹熱風時通過電熱絲的電流為1A
C.小風扇的內阻是10Ω
D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比
答案:CD
【變式2-2】(1)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中,下列器材在實驗中不必用到的有________。
(2)若在實驗中用匝數(shù)N1=400匝和N2=800匝的變壓器,對應的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù),下列說法正確的是________。
A.N1一定是原線圈 B.N2一定是原線圈
C.N1可能是副線圈 D.N2可能是副線圈
解析:(1)該實驗要用低壓交流電源和交流電表,所以不需要干電池和滑動變阻器。故選A、C。
(2)已知N1=400匝和N2=800匝,表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出電壓之比eq \f(U1,U2)<eq \f(N1,N2)=eq \f(1,2),由此可知此變壓器不是理想變壓器,原因是漏磁從而導致匝數(shù)比變大,N2一定是原線圈,N1一定是副線圈。故選B。
答案:(1)AC (2)B
【變式2-3】如圖,為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系,我們把沒有用導線相連的線圈套在同一閉合的鐵芯上,一個線圈連到電源的輸出端,另一個線圈連到小燈泡上,如圖所示,試回答下列問題:
(1)線圈應連到學生電源的______________(選填直流、交流);
(2)將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù),其余裝置不變繼續(xù)實驗,燈泡亮度將__________(選填變亮、變暗),這說明燈泡兩端的電壓__________(選填變大、變?。?;
(3)實驗中發(fā)現(xiàn),在所有連接都完好的情況下,電路接通后,燈泡始終不亮,但卻在電路接通或斷開的瞬間,燈泡會閃亮一下,原因是__________。
答案:(1)交流
(2)變暗;變小
(3)變壓器的初級連接的是學生電源的“直流”
解析:(1)線圈應連到學生電源的交流;
(2)將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù),其余裝置不變繼續(xù)實驗,由于變壓器次級匝數(shù)減小,則次級電壓減小,則燈泡亮度將變暗,這說明燈泡兩端的電壓變??;
(3)實驗中發(fā)現(xiàn),在所有連接都完好的情況下,電路接通后,燈泡始終不亮,但卻在電路接通或斷開的瞬間,燈泡會閃亮一下,原因是變壓器的初級連接的是學生電源的“直流”。A線圈電壓
B線圈電壓
C線圈電壓
8.0 V
3.8 V
0.2 V
實驗次數(shù)
1
2
3
4
U1/V
0.90
1.40
1.90
2.40
U2/V
2.00
3.01
4.02
5.02
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