高中物理鲁科版 过关检测 选修3-2　 探究变压器电压与线圈匝数的关系 Word版含解析

探究变压器电压与线圈匝数的关系

1.(多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有(　　)
A.交流电的频率 B.磁通量的变化率
C.功率 D.交流电的峰值
答案　ABC　理想变压器没有漏磁,没有能量损失,所以原、副线圈中磁通量变化率相同,原、副线圈中功率相同,B、C正确;变压器能改变交流电的峰值但不改变交流电频率,A正确,D错误。
2.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是(　　)
A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C.穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
答案　C　通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的,由于面积S不变,故磁通量Φ变化,A错误;因理想变压器无漏磁,原、副线圈的磁通量总相等,故B错误;由互感现象知C正确;原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能,原、副线圈通过磁联系在一起,故D错误。
3.一输入电压为220 V,输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁心上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为(　　)
A.1 100,360 B.1 100,180
C.2 200,180 D.2 200,360
答案　B　对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n1=n2U1U2=5×2201=1 100,变压器烧坏前,同理n2=n1U2U1=1 100×36220=180,故B正确。
4.做“探究变压器电压与线圈匝数的关系”实验时,原线圈接在学生电源上,用多用电表测量副线圈的电压,下列操作正确的是(　　)
A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压,电表用直流电压挡
D.原线圈接交流电压,电表用交流电压挡
答案　D　副线圈上的感应电动势是通过两个线圈间的互感现象产生的,所以原线圈上的电流应该是变化的,应为交流电流,电压为交流电压,故D正确。
B组　综合提能
1.在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”实验中,电源输出端与变压器线圈连接方式正确的是　　　　(选填“甲”或“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　 ?
　 。?
答案　乙　漏磁、铁芯发热、导线发热
解析　变压器是靠电磁感应原理工作的,必须接交流电,故图乙正确;理想变压器电压与匝数成正比,实际变压器不成正比是由漏磁、铁芯发热、导线发热等电能损失造成的。
2.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(内部导线电阻率、横截面积相同),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,则A线圈的电阻为　　　　Ω,由此可推断　　　　线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)。?
　　(2)如果把它看做理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请完成实验步骤的填空:
①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈;
②将　　　　(选填“A”或“B”)线圈与低压交流电源相连接;?
③用多用电表的　　　　挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U。?
④则A线圈的匝数为　　　　。?
答案　(1)24　A　(2)②A　③交流电压　④nUAU
解析　(1)多用电表欧姆挡读数=指针指示值×倍率。A的读数为24,倍率为×1,所以电阻为24 Ω,根据电阻定律,导线越长,电阻越大,因为A的电阻比B大,所以A线圈匝数多。
(2)因为要测量A线圈匝数,所以要把A线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出电压都是交流电,所以要用交流电压挡测输入和输出电压。根据变压器电压比等于匝数比,有UAU=nAn,所以nA=nUAU。