新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第12单元16变压器原副线圈电压与匝数的关系(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第12单元16变压器原副线圈电压与匝数的关系(人教版)，共6页。试卷主要包含了2V,则读数估读到0，4V，92，01，98等内容，欢迎下载使用。
1.某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
(1)下列实验器材必须要用的有 。(填选项前字母)
A.干电池组B.学生电源
C.多用电表D.直流电压表
E.滑动变阻器F.条形磁体
G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
(2)下列说法正确的是 。(填选项前字母)
A.为确保实验安全,实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数
C.测量电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D.变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈
(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据,表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数,U1、U2分别为原、副线圈的电压,通过实验数据分析可以得到的实验结论是: 。
2.同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
(1)下列说法正确的是 。(填选项前字母)
A.变压器原线圈接低压交变电流,测量副线圈电压时可以选用多用电表的“直流电压挡”
B.可以先保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
C.变压器铁芯A和B组成闭合铁芯时,A、B中的硅钢片应该相互平行放置
(2)小明同学把交流电源接在原线圈两端,调节学生电源使输出电压为30 V,用多用电表交流电压10 V挡测量副线圈两端电压,测量结果如图丙所示,则示数为 V,原、副线圈匝数比可能的值是 (填选项前的字母)。
A.3∶1B.5∶1
C.6∶1D.9∶1
B组 综合提升
3.(2023浙江杭州绍兴台州联考)(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,下列器材在实验中不必用到的有 。(填选项前字母)
(2)本实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是 。(填选项前字母)
A.控制变量法
B.等效替代法
C.类比法
(3)某同学发现原副线圈电压之比略大于匝数之比,下列不可能的原因是 。(填选项前字母)
A.原副线圈的电压变化不同步
B.变压器线圈中有电流通过时会发热
C.铁芯在交变磁场的作用下会发热
D.变压器铁芯漏磁
(4)某次实验中,用匝数na=400和nb=800的线圈实验,测量的数据如下表所示,下列说法正确的是 。(填选项前字母)
A.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
(5)下列有关说法正确的是 。(填选项前字母)
A.实验中铁芯有发热现象是由于线圈和铁芯之间绝缘不好
B.实验所用电压不超过12 V,这样可以随意接触裸露的导线、接线柱
C.多用电表测量电压时先用小量程挡测试,确定范围后再选择适当量程进行测量
D.变压器原线圈相对电源而言起负载的作用,副线圈相对负载而言起电源的作用
4.某实验小组用如图甲所示的电路探究“变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”,电路图中的变压器为可拆变压器(见图乙、丙)。
甲
实验提供的器材有:
(1)电源应选 ,测量电压所用仪器应选 。(均填字母代号)
(2)若用匝数N1=100和N2=200的变压器做实验,在原线圈N1的两端分别加上2 V、4 V、6 V和8 V的电压,测量出副线圈两端相应的电压,记录在下面的表格中。表格中第2次实验,副线圈上电压的示数如图丁所示,电压量程为0~10 V交流电压挡,读数为 V,并计算出此次实验U1∶U2= 。
(3)关于本实验,下列说法正确的是 。(填选项前字母)
A.因为使用的电压较低,通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接
B.理想变压器的输入功率等于输出功率,没有能量损失
C.变压器副线圈上不接负载时,原线圈两端电压为零
D.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯,是为了减少涡流
(4)导致实验误差的原因可能是 。
A.原线圈所加电压小
B.变压器的铁芯漏磁
C.变压器的铁芯产生涡流
参考答案
实验练16 探究变压器原、副线圈电压与
匝数的关系
1.答案 (1)BCG (2)BC (3)在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即
解析 (1)实验中,必须要有学生电源提供交变电流,B需要;学生电源本身可以调节电压,无需滑动变阻器,需要用多用电表测量电压,C需要;本实验不需要条形磁体,用可拆变压器来进行实验,G需要;综上所述,需要的实验器材为B、C、G。
(2)为确保实验安全,应该降低输出电压,实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数,故A错误;要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,进而测得副线圈电压,找出相应关系,故B正确;为了保护电表,测量副线圈电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量,故C正确;变压器不计各种损耗,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,不是铁芯导电来传输电能,故D错误。
(3)通过数据计算可得,在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即。
2.答案 (1)BC (2)4.4 ABC
解析 (1)变压器原线圈接低压交变电流,测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”,故A错误;可以先保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,故B正确;变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这样设计的原因是减小涡流,提高变压器的效率,故C正确。
(2)由图丙可知,电压挡10V的量程精度为0.2V,则读数估读到0.1V,故示数为U2=4.4V。根据理想变压器的电压比等于匝数比,有,考虑变压器有一定的电能损失,则匝数比小于或等于6∶1均可能,故A、B、C正确,D错误。
3.答案 (1)AC (2)A (3)A (4)C (5)D
解析 (1)变压器需要用交变电流,干电池不能够使变压器正常工作,因此干电池不必要用到,A正确;实验需要用到变压器,因此变压器需要用到,B错误;该实验不需要滑动变阻器,C正确;多用电表用来测量电压,需要用到,D错误。
(2)本实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是控制变量法。故选A。
(3)原、副线圈电压之比略大于匝数之比,表明副线圈两端电压偏小,说明穿过副线圈的磁通量小于穿过原线圈的磁通量,原副线圈的电压变化不同步,并不能造成穿过副线圈的磁通量小于穿过原线圈的磁通量,该原因不可能,A正确;变压器线圈中有电流通过时会发热,有一部分能量损耗,造成穿过副线圈的磁通量小于穿过原线圈的磁通量,该原因可能,B错误;铁芯在交变磁场的作用下会发热,有一部分能量损耗,造成穿过副线圈的磁通量小于穿过原线圈的磁通量,该原因可能,C错误;变压器铁芯漏磁,有一部分能量损耗,造成穿过副线圈的磁通量小于穿过原线圈的磁通量,该原因可能,D错误。
(4)由表格数据可知=2,考虑到实验中所用变压器并非理想变压器,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;原线圈电压较大,电流较小,所以原线圈用较细导线绕制,而副线圈电压较小,电流较大,所以副线圈用较粗导线绕制。故选C。
(5)实验中铁芯有发热现象是由于铁芯在交变磁场作用下发热,A错误;为了实验安全,在实验中不可以随意接触裸露的导线、接线柱,B错误;多用电表测量电压时先用大量程挡试测,确定范围后再选择适当量程进行测量,C错误;变压器利用了电磁感应原理工作的,变压器原线圈相对电源而言起负载的作用,副线圈相对负载而言起电源的作用,D正确。
4.答案 (1)B D (2)8.4 1∶2.1 (3)BD (4)BC
解析 (1)实验需要交流电源,干电池是直流电源,所以电源应选学生电源。实验中要测量的是交流电压,故不能选直流电压表,只能选用多用电表。
(2)电压量程为0~10V交流电压挡,测交流电压应读多用电表最下边一行,故读数为8.4V。测出此次实验中U1∶U2=1∶2.1。
(3)即使使用的电压较低,通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接,而且这样操作时,将人体并联到电路中,将导致测量数据不准确,A错误;理想变压器忽略能量损失,原线圈输入功率全部转化为副线圈输出功率,故B正确;变压器的原线圈两端电压由电源提供,则副线圈上不接负载时,原线圈两端电压不变,不为零,故C错误;用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯,是为了减少涡流,D正确。
(4)原线圈输入电压大小不会影响电压比和匝数比,故A错误;变压器的铁芯漏磁使得能量损耗,从而导致电压比与匝数比有差别,故B正确;变压器的铁芯产生涡流使得能量损耗,从而会导致电压比与匝数比有差别,故C正确。
实验次数
n1/匝
n2/匝
U1/V
U2/V
1
1 600
400
12.1
2.90
2
800
400
10.2
4.95
3
400
200
11.9
5.92
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
A.干电池
B.学生电源
C.直流电压表
D.多用电表
实验次数
1
2
3
4
U1/V
2
4
6
8
U2/V
3.9
11.8
5.7
1∶1.95
1∶1.97
1∶1.96