内容正文:
1.某同学完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验.
他在实验室找到下列器材:
A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B.开关、导线若干
C.条形磁铁
D.交流电压表
E.低压交流电源
F.直流电源
(1)在本实验中,上述器材不需要的是________(填器材序号字母);
(2)该同学做实验时,保持原、副线圈的匝数n1=800和n2=400不变,改变原线圈的输入电压,并对原线圈电压和副线圈电压做了测量,得到下表.
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
U1(V)
2.30
4.60
6.69
8.81
10.8
13.10
15.21
17.31
U2(V)
1.13
2.28
3.34
4.38
5.40
6.51
7.59
8.64
为保证人身安全,指出存在的安全隐患是______________________.根据表格数据,在实验误差允许的情况,实验结论是:________.(用n1、n2、U1、U2表示)
解析:(1)在本实验中不需要条形磁铁和直流电源,故选CF;
(2)指出存在的安全隐患是使用低压交流电源的电压超过了12伏;
根据表格数据可知
=
在实验误差允许的情况,实验结论是
=
答案:(1)CF
(2)使用低压交流电源的电压超过12伏
=
2.(2025·西安测试)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)现有闭合的铁芯及粗导线、细导线各一根,要求学生自制一降压变压器,应用__________(填“粗”或“细”)导线制成原线圈.
(2)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别,原因可能是________________.
A.原、副线圈上通过的电流发热
B.铁芯在交变磁场作用下发热
C.变压器铁芯漏磁
D.原线圈输入电压发生变化
(3)在实验中,该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变,仅增加原线圈的匝数,副线圈两端的电压将__________(填“增大”“减小”或“不变”).
(4)现用自制的可拆变压器、学生电源、小灯泡及导线若干进行进一步探究.如图所示,开始横条铁芯放在U形铁芯的A侧上,现把横条铁芯慢慢推向B侧,此过程中小灯泡亮度逐渐________(填“变亮”或“变暗”).
解析:(1)根据变压器原副线圈的电流与匝数关系可知,降压变压器中,副线圈的电流较大,为了使线圈热功率较小,副线圈的电阻应较小,即副线圈应用粗导线制成,原线圈的电流较小,可用细导线制成原线圈.
(2)AB.原副线圈上通过的电流发热,铁芯在交变磁场作用下发热,都会使变压器输出功率发生变化,从而导致电压比与匝数比有微小差别,故AB符合题意;
C.变压器铁芯漏磁,从而导致电压比与匝数比微小差别,故C符合题意;
D.原线圈输入电压发生变化,不会影响电压比和匝数比,故D不符合题意.
故选ABC.
(3)根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系=
在实验中,该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变,仅增加原线圈的匝数,副线圈两端的电压将减小.
(4)将横条放在铁芯的A侧上,把横条慢慢推向B,此过程中副线圈B中的漏磁在逐渐减小,从而产生的感应电动势逐渐变大,故小灯泡亮度逐渐变亮.
答案:(1)细
(2)ABC
(3)减小
(4)变亮
3.(2025·合肥模拟)做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验.
(1)以下给出的器材中,本实验需要用到的有________.(填选项字母)
A. B.
C. D.
E.
(2)在此实验中下列说法正确的有________;
A.变压器的原线圈接低压交流电,测量线圈电压时应当用多用电表的“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.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
D.变压器开始正常工作后,若不计各种损耗,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
E.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)组装变压器时,某同学没有将铁芯完全闭合,原线圈接10.0 V的学生电源,原、副线圈的匝数比为8∶1,副线圈两端接交流电压表,则交流电压表的实际读数可能是________.
A.10 V B.96.0 V
C.0.8 V D.1.65 V
(4)交变电流的电压是不断变化的,实验中测量的是电压的________值(填“平均”“有效”或“最大”);某次实验操作,副线圈所接多用电表的读数如图甲所示,其对应的选择开关是交流电压10 V档,则此时电表读数为________V.
解析:(1)做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验需要交流电源,交流电压表即多用电表,变压器.
故选CDE.
(2)A.变压器原线圈接低压交流电,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;
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,故B正确;
C.为确保安全,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;
D.变压器开始正常工作后,若不计各种损耗,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,故D正确;
E.变压器开始正常工作后,铁芯是不导电的,把电能是由原副线圈的电磁感应原理将电能输送到副线圈,故E错误.
故选BCD.
(3)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==
其中U1=10 V
解得U2=1.25 V
考虑到变压器不是理想变压器,由磁通量损失等因素,则次级电压表示数应该小于1.25 V.
故选C.
(4)由于交流电流的电压是变化的,实验中测量的是电压的有效值;
所选择为交流电压10 V挡,由图甲可知,分度值为0.2 V,则此时电表读数为4.8 V.
答案:(1)CDE
(2)BCD
(3)C
(4)有效 4.8
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