教科版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器巩固练习

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(1)下列实验器材必须要用的有________(选填字母代号).
A．干电池组B．学生电源
C．多用电表D．直流电压表
E．滑动电阻器F．条形磁体
G．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
(2)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.
在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究．
(1)实验还需要下列器材中的________；
(2)实验中，图中变压器的原线圈接“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0V，副线圈接“0、4”接线柱，则副线圈所接电压表示数可能是________.
A．22.0VB．15.0V
C．5.0VD．2.5V
3．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．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．变压器的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“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量
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
F．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
(2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上．原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡．下列说法正确的是________．
A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起
(3)理想变压器是一种理想化模型．请分析说明该模型应忽略哪些次要因素；并证明：理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
微点7 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1．答案：(1)BCG (2)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eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)
解析：(1)实验中，必须要有学生电源提供交流电，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BCG.(2)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eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
2．答案：(1)AD (2)D
解析：(1)探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系实验要用到交流电压表，B是直流电流表，C是直流电压表，A是多用电表，可以用多用电表的交流电压挡测电压；实验中为了保证人身安全，输入电压不能超过12V，需要学生电源，故选AD.(2)如果是理想变压器，则电压比等于匝数比，输出电压为5.0V，但可拆式变压器铁芯不闭合，存在比较大的漏磁，实际输出电压小于5.0V，故D正确．
3．答案：(1)CDF (2)AC (3)见解析
解析：(1)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；变压器只能改变交变电流的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；研究变压器线圈两端电压和匝数的关系时，用到了控制变量法，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C正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗时，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，而不是铁芯直接导电，传输电能，故E错误，F正确．(2)与变压器未通电时相比较，通电时，线圈产生磁性，对横条铁芯具有吸引力，若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；增加原线圈绕制的圈数，根据原、副线圈的电压比等于匝数比可知，输出电压减小，灯泡的亮度降低，故B错误；增加副线圈绕制的圈数，根据原、副线圈的电压比等于匝数比可知，输出电压增大，根据欧姆定律可知，输出电流增大，则输入电流增大，学生电源的过载指示灯可能会亮起，故C正确．(3)理想变压器模型应忽略的次要因素如下：①不计漏磁，即通过原、副线圈每匝线圈的磁通量都相等，因而不计磁场能损失；②不计原、副线圈的电阻，因而不计线圈的热能损失；③不计铁芯中产生的涡流，因而不计铁芯的热能损失．综上，理想变压器在传输能量时没有能量损失．根据法拉第电磁感应定律，原、副线圈产生的感应电动势分别为E1＝n1eq \f(ΔΦ,Δt)，E2＝n2eq \f(ΔΦ,Δt)，因理想变压器不计原、副线圈的电阻，则线圈两端的电压等于它产生的感应电动势，即U1＝E1，U2＝E2，联立解得eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).实验次数
n1/匝
n2/匝
U1/V
U2/V
1
1600
400
12.1
2.90
2
800
400
10.2
4.95
3
400
200
11.9
5.92