高中物理-实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系练习

高中物理-实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系练习

1.如图所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验装置,下列说法正确的是( )

A.与灯泡连接的线圈叫原线圈

B.测量变压器输出电压要用直流电压表

C.若只增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变大

D.若只增加副线圈的匝数,变压器的输出电压变小

【解析】选C.与电源相连的线圈叫原线圈,A错误;测量变压器输出电压要用交流电压

表,B错误;由=可知,U

1不变,增加n

2

,则U

2

增大,故C正确,D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”的实验中,下列说法正确的是( )

A.用可拆变压器,能方便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“测定电池的电动势和内阻”实验中

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,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,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响

【解析】选A、D.变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关,因此需要用可拆卸的变压器研究,选项A、D正确.变压器只能对交流电压表有作用,不能处理直流电压,所以选项B错误.根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知,原线圈接0、8,副线圈接0、4,那么副线圈的电压小于原线圈,所以C错误.

3.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,实验室中备有下列可供选择的器材:

A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)

B.条形磁铁

C.直流电源

D.多用电表

E.开关、导线若干

(1)上述器材在本实验中不必用到的是(填器材前的序号).

(2)本实验中还需用到的器材有.

【解析】(1)由本实验的实验原理可知,本实验不必用到的器材是B.条形磁铁和C.直流电源.

(2)为使实验安全,本实验用到的电源是学生电源,且利用低压交流挡.

答案:(1)B、C (2)(低压)交流电源

4.某同学选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”实验,变压器原线圈两端所接的电源应是电压为

12 V的低压(选填“交流电源”或“直流电源”).先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压;然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压

(选填“增大”“减小”或“不变”).上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是(选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”).

【解析】变压器不能改变直流电的电压,故电源应为低压交流电源;由=知

U 2=U

1

,原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数n

2

,则副线圈两端的电压增大,由

U 2=U

1

可知n

2

不变,n

1

增大,则U

2

减小.上述实验采用的方法是控制变量法.

答案:交流电源增大减小控制变量法

5.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示.它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线.

(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应

图乙中的a、b位置,由此可推断线圈的匝数较多(选填“A”或“B”).

(2)该实验中输入端所接电源最适合的是( )

A.220 V交流电源

B.12 V以内低压直流电源

C.36 V安全电压

D.12 V以内低压交流电源

【解析】(1)匝数多的导线横截面积小,长度大,故电阻大,A线圈电阻大,故A线圈匝数较多.

(2)为保证学生安全,应用低压12V交流电源.

答案:(1)A (2)D

6.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,电源输出端与变压器线圈连接方式正确的是(选填“图甲”或“图乙”).变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝,测得的电压分别为8.2 V和3.6 V,据此可知电压比与匝数比不相等,主要原因是.

【解析】变压器是靠电磁感应原理工作的,必须接交流电,故正确的是图乙;理想变压器电压与匝数成正比,实际变压器不成正比的原因是由于漏磁、铁芯发热、导线发热等电能损失造成的.

答案:图乙漏磁、铁芯发热、导线发热

7.如图所示,从学生电源输出的电压,经变压器降压后,使小灯泡正常发光.其对应的电路图为( )

【解析】选B.变压器不能改变直流电的电压,A错误;而C、D图不是变压器,C、D错误;B项正确.

8.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,某同学做了如下实验:

(1)当副线圈开路时,灯L亮吗?

(2)当开关S

1、S

2

、S

3

顺次闭合后,灯L亮度是否变化?若变化,试说明变化情况.

(3)此实验说明了什么问题?

【解析】(1)副线圈开路时灯L不亮.

(2)当开关S

1、S

2

、S

3

顺次闭合后,灯L越来越亮.

(3)此实验说明,原线圈电流随副线圈电流的增大而增大,变压器的输入功率随输出功率的增加而增加.

答案:见解析

9.准备可拆变压器、低压交流电源、小灯泡及导线若干;如图所示,去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉,并将横条放在U形铁芯的A侧上.

变压器左边绕组接12V低压交流电源,右边绕组接一个额定电压为3～6 V的小灯泡.观察小灯泡的亮度.

把横条慢慢推向B,直至与B完全闭合,灯泡的亮度如何变化?为什么?

【解析】把横条慢慢推向B,直至与B完全闭合,小灯泡将逐渐变亮,原因是在横条推向B的过程中,由于铁芯具有导磁作用,线圈B中的磁通量的变化率逐渐增大,感应电动势也逐渐增大,所以,灯泡将逐渐变亮.

答案:见解析