专题68 探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题68 探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用 导练目标 导练内容 目标1 探究变压器原副线圈电压与匝数关系 目标2 利用传感器制作简单的自动控制装置 【知识导学与典例导练】 1、 探究变压器原副线圈电压与匝数关系 （一）实验目的 　探究变压器原线圈电压一定时，副线圈电压与线圈匝数的定量关系。 （二）实验原理 1．实验电路图 2．实验方法：采用控制变量法。 (1)n1一定，研究n2和U2的关系。 (2)n2一定，研究n1和U2的关系。 （三）实验器材 　 学生电源(低压交流，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表(交流电压挡)1个、导线若干。 （四）实验步骤 1．保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。 2．保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。 （五）误差分析 1．由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。 2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差。 3．铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。 （六）注意事项 1．要事先推测副线圈两端电压的可能值。 2．为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12 V，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱。 3．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。 4．连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，之后才能接通电源。 【例1】某班物理实验课上，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 。 A．实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．变压器原线圈可以接学生电源的低压直流电，但测量副线圈电压时必须要用多用电表的“交流电压挡” C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对副线圈电压的影响 D．测量副线圈电压时，先用小量程档位试测，如果超量程了，再换用较大量程的档位进行测量 （2）在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时，小范同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈，如图丙所示，线圈a连接到学生电源的交流输出端，线圈b与小灯泡相连接。两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关，他发现小灯泡发光很微弱，为了适当提高小灯泡的亮度，下列方法可行的是 。 A．适当增加线圈a的匝数 B．适当增加线圈b的匝数 C．将线圈a改接在直流输出端 D．将学生电源的交流输出电压适当增大 （3）斌斌老师在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的课堂演示实验中，用了匝数na=800匝和nb=400匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据表中测量数据，请你判断连接学生电源的线圈是 （填“na”或“nb”） Ua/V 4.00 6.00 8.00 12.00 Ub/V 1.85 2.90 3.78 5.20 2、 利用传感器制作简单的自动控制装置 1．实验目的 (1)了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。 (2)学会传感器的简单使用。 2．实验原理 (1)传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。 (2)其工作过程如下图所示。 3．实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。 4．误差分析 误差主要来源于温度计和欧姆表的读数。 5．注意事项 (1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。 (2)光敏实验中，如果效果不明显，可将光敏电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的多少。 (3)欧姆表每次换挡后都要重新进行电阻调零。 【例2】有一种电阻温度传感器如图甲所示，电阻封装在传感器的探头内。其阻值随温度的变化如图乙所示。小明同学想利用这种传感器制作一个温度计，他准备的实验器材如下：干电池，电动势为1.5V，内阻不计；灵敏电流表，量程为15mA，内阻为；电阻箱；开关、导线若干。把电流表的示数改为温度计的示数。 （1）首先，小明同学直接将干电池、开关、灵敏电流表、电阻温度传感器串联成一个电路作为测温装置，则该装置能测的最低温度为 。 （2）小明同学为了使温度计从开始测量，又设计了如图丙所示的电路图，其中R为电阻温度传感器的电阻，为电阻箱，并进行了如下操作：将传感器的探头放入冰水混合物中，过一段时间后闭合开关，调节电阻箱，使电流表指针满偏，此时