鲁科版高考物理一轮总复习实验18探究变压器电压与线圈匝数的关系练习题含答案

实验十八　探究变压器电压与线圈匝数的关系

(建议用时：25分钟)

1．(1)某学生选用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈两端的电压，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

(2)该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”) ；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”)。上述探究副线圈两端的电压与线圈匝数的关系时采用的实验方法是控制变量法。

解析：(1)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，应为交变电流，电压为交流电压。副线圈上的感应电流(感应电动势)也是交流，D正确。

(2)根据变压比公式 ＝：①保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；②保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小。

答案：(1)D　(2)增大　减小

2．理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器。现有一个理想变压器有一个原线圈(匝数为n1)和一个副线圈(匝数为n2)。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。

(1)甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1。你认为猜想合理的同学是___________，你做出上述判断所依据的物理规律是_________________________________________。

(2)为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进行，应选用____________电源。

(3)在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量。

解析：(1)由变压器的工作原理可知猜想合理的同学是甲同学。做出上述判断所依据的物理规律是法拉第电磁感应定律。

(2)为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压(一般低于12 V)交流电源。

(3)使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并选用最大量程进行试测。

答案：(1)甲　法拉第电磁感应定律　(2)低压(一般低于12 V)交流　(3)交流电压　最大

3．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＝1 600，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U′1＝8 V时，U′2＝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__________。

解析：(1)在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，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)两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；当原线圈与副线圈对调后，U′1＝8 V时，U′2＝32 V，此时U′2为原线圈的电压，而U′1为副线圈的电压；由以上数据可得 ＝。

答案：(1)①③②④　(2)＝

4．在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示。

(1)实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中。

(2)本实验可得出结论：变压器电压与线圈匝数的关系为____________(用题目中给出的字母表示)。

(3)该变压器是________(选填“升压”或“降压”)变压器。

解析：(1)第三组数据为 ＝＝

(2)线圈匝数之比 ＝＝，结合题表中的数据知，在误差允许的范围内变压器电压与线圈匝数的关系是 ＝。

(3)从题表中的数据可知副线圈匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器。

答案：(1)1∶1.9　(2)＝　(3)升压