【高考突破方案】第十一章 实验十四 探究变压器原 副线圈电压与匝数的关系 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

第十一章　交变电流 传感器
实验十四　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系　
1.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究.
(1)下列器材中，实验需要的器材是________.
A.干电池 B.低压交流电源　
C.220 V交流电源 D.条形磁铁
E.可拆变压器和导线 F.直流电压表 　
G.多用电表
(2)关于实验操作，下列说法正确的是________.
A.为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V
B.实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C.使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量
(3)在实验中，其同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将______(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 (1)BEG　(2)A　(3)增大
【解析】 (1)需要的器材是：低压交流电源，可拆变压器和导线，多用电表.
(2)实验操作中，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V；实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，选项A正确，B、C错误.
(3)在实验中，其同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，根据变压器变压公式，副线圈两端的电压将增大.
　2.(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________.
A.干电池 B.低压交流电源
C.滑动变阻器 D.交流电表
(2)若在实验中用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示.根据测量数据，下列说法正确的是________.
实验次数 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.N1一定是原线圈 B.N2一定是原线圈
C.N1可能是原线圈 D.N2可能是副线圈
【答案】 (1)AC　(2)B
【解析】 (1)“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所以不需要干电池和滑动变阻器，故选AC；(2)表格中每组数据都可以看出匝数之比近似等于电压之比，但有一定的能量损失，故N2一定是原线圈，故选B.
　3.小沈在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，变压器所用接线柱为 “0，400”和“0，800”，测得实验测量数据如下表：
U1/V 1.80 2.80 3.80 4.90
U2/V 4.00 6.01 8.02 9.98
(1)根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(选填“0，400”或“0，800”)；
(2)实验时，小沈听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是______.
A.“嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B.“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
C.交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声
D.若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验
【答案】 (1)0，800　(2)C
【解析】 (1)由于实际的可拆变压器有铜损和铁损，漏磁等，导致副线圈输出电压小于理想变压器输出电压，因此根据测量数据可判断电流表U2测量的是电源电压，连接电源的线圈是 “0，800”.
(2)听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，其原因是交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声，选项A、B错误，C正确；若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，变压器中没有磁路，就不能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，选项D错误.
　4.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，小李同学采用了如图乙所示的可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究.
(1)实验还需下列器材中的______.
(2)实验中，上图中变压器的原线圈接“0，8”接线柱，副线圈接线“0，4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0 V，则所接电源电压挡位为______.
A.18.0 V B.12.0 V
C.5.0 V D.2.5 V
【答案】 (1)AD　(2)A
【解析】 (1)变压器的原理是互感现象，原线圈中接交流电源时，变压器原副线圈两端的电压与匝数的关系＝，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器，选项A、D正确，B、C错误.
(2)若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系＝，若变压器的原线圈接“0，8”接线柱，副线圈接线“0，4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0 V，那么原线圈的电压为U1＝×5 V＝10 V；现可拆式变压器(铁芯不闭合)，要使副线圈所接电表的示数为5.0 V，那么原线圈的电压必须远大于10 V，选项A正确，B、C、D错误.
　5.在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：
①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
②闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；
③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；
④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤.
(1)以上操作的合理顺序是____________(只填步骤前数字序号).
(2)如图所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；原线圈与副线圈对调后，当U1′＝8 V时，U2′＝32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是______.
【答案】 (1)①③②④　(2)＝
【解析】 (1)首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤.故合理的顺序是①③②④.
(2)由题中数据可得＝.