PAGE2026高考物理實(shí)驗(yàn)專練含答案13實(shí)驗(yàn)搶分專練(十三)探究影響感應(yīng)電流方向的因素(40分鐘50分)1.(8分)在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”實(shí)驗(yàn)中,將螺線管與電流計組成閉合回路,實(shí)驗(yàn)裝置如圖。將條形磁鐵的N極、S極分別插入、抽出線圈,線圈中的感應(yīng)電流方向分別如甲、乙、丙、丁圖所示。則甲圖中在線圈內(nèi)部感應(yīng)電流磁場的方向與條形磁鐵磁場的方向______________,由此可知,感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的__________的增加。再經(jīng)過思考乙、丙、丁圖所示的情況,本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是_____________________________。

2.(8分)(2023·上海虹口區(qū)模擬)在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”的實(shí)驗(yàn)中,(1)首先要判斷靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系,可在圖1中通過靈敏電流計、開關(guān)、______________連線組成閉合電路判斷。

(2)若電流從電流計“+”接線柱流入時電流計指針向右偏轉(zhuǎn),在圖2中能觀察到明顯的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,且圖中標(biāo)出的電流計指針偏轉(zhuǎn)方向正確的是________。

(3)如圖3所示電路,從上往下看線圈的繞制方向?yàn)開___________(選填“順時針方向”或“逆時針方向”)。

3.(8分)某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的裝置探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”,螺線管與電流計構(gòu)成閉合電路,條形磁鐵N極朝下,請回答下列問題:(1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),即有感應(yīng)電流產(chǎn)生,小紅進(jìn)行了以下四種操作,其中可行的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.螺線管不動,磁鐵勻速插入或拔出螺線管B.螺線管不動,磁鐵加速插入或拔出螺線管C.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起勻速向上運(yùn)動D.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(2)在(1)的研究中,小紅發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同,也就是感應(yīng)電流方向不同,根據(jù)(1)中的操作,則感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)________(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.螺線管的匝數(shù)B.磁鐵的磁性強(qiáng)弱C.磁鐵運(yùn)動的方向D.磁鐵運(yùn)動的速度大小4.(8分)為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,某學(xué)生將電流表、線圈A和B、電池組、滑動變阻器、開關(guān)接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路:(1)(單選)該同學(xué)將線圈B放置在線圈A中,閉合、斷開開關(guān)時,電流表指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是________。

A.開關(guān)的位置接錯B.電流表的正、負(fù)接線柱上導(dǎo)線接反C.線圈B的兩個接線柱上導(dǎo)線接反D.電池組的正、負(fù)極接反(2)電路連接的錯誤改正后,該同學(xué)在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn),則如果向右移動滑動變阻器的滑片(滑動變阻器接入電路的方式仍然如圖中所示),則電流表的指針向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。

5.(9分)在圖甲中,不通電時電流表指針停在正中央,當(dāng)閉合開關(guān)時,觀察到電流表指針向左偏?，F(xiàn)在按圖乙連接方式將電流表與螺線管B連成一個閉合回路,將螺線管A與電池、滑動變阻器和開關(guān)串聯(lián)成另一個閉合回路:(1)將S閉合后,將螺線管A插入螺線管B的過程中,電流表的指針將______________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);

(2)螺線管A放在B中不動,電流表的指針將________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);

(3)螺線管A放在B中不動,滑動變阻器的滑片向右滑動,電流表的指針將____________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);

(4)螺線管A放在B中不動,突然切斷開關(guān)S時,電流表的指針將______________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。

6.(9分)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁通量變化時感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)中,所需的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示?，F(xiàn)已用導(dǎo)線連接了部分實(shí)驗(yàn)電路。(1)請用實(shí)線作為導(dǎo)線從箭頭1和2處連接其余部分電路;(2)實(shí)驗(yàn)時,將線圈L1插入L2中,合上開關(guān)瞬間,觀察到電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這個現(xiàn)象揭示的規(guī)律是_______________;

(3)(多選)某同學(xué)設(shè)想使一線圈中電流逆時針流動,另一線圈中感應(yīng)電流順時針流動,可行的實(shí)驗(yàn)操作是________。

A.抽出線圈L1B.插入鐵芯C.使變阻器滑片左移D.斷開開關(guān)解析版1.(8分)在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”實(shí)驗(yàn)中,將螺線管與電流計組成閉合回路,實(shí)驗(yàn)裝置如圖。將條形磁鐵的N極、S極分別插入、抽出線圈,線圈中的感應(yīng)電流方向分別如甲、乙、丙、丁圖所示。則甲圖中在線圈內(nèi)部感應(yīng)電流磁場的方向與條形磁鐵磁場的方向______________,由此可知,感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的__________的增加。再經(jīng)過思考乙、丙、丁圖所示的情況,本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是_____________________________。

【解析】根據(jù)安培定則可知,甲圖中在線圈內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場的方向向上,與條形磁鐵磁場的方向相反;故說明感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的增加;同理可知,乙圖線圈中磁場增加,感應(yīng)電流的磁場與條形磁鐵的方向相反;丙、丁兩圖線圈中磁場減弱,線圈中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,則說明感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。答案:相反磁通量感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化2.(8分)(2023·上海虹口區(qū)模擬)在“研究磁通量變化時感應(yīng)電流的方向”的實(shí)驗(yàn)中,(1)首先要判斷靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系,可在圖1中通過靈敏電流計、開關(guān)、______________連線組成閉合電路判斷。

(2)若電流從電流計“+”接線柱流入時電流計指針向右偏轉(zhuǎn),在圖2中能觀察到明顯的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,且圖中標(biāo)出的電流計指針偏轉(zhuǎn)方向正確的是________。

(3)如圖3所示電路,從上往下看線圈的繞制方向?yàn)開___________(選填“順時針方向”或“逆時針方向”)。

【解析】(1)要判斷靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向的關(guān)系,可在圖1中通過靈敏電流計、開關(guān)、電源、20kΩ電阻連線組成閉合電路判斷。(2)當(dāng)磁鐵按圖A、B所示的方式向線圈靠近時,穿過線圈的磁通量向下增加,根據(jù)楞次定律可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從正極流入電流計,則電流計指針向右偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確,B錯誤;當(dāng)磁鐵按圖C、D所示的方式靠近線圈時,由對稱性可知,穿過線圈的磁通量總是零,線圈中不會有感應(yīng)電流,選項(xiàng)C、D錯誤。(3)如圖所示電路,磁鐵N極遠(yuǎn)離,通過線圈的磁通量向下減少,根據(jù)楞次定律,線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向下,根據(jù)右手螺旋定則,從上往下看線圈的繞制方向?yàn)轫槙r針方向。答案:(1)電源、20kΩ電阻(2)A(3)順時針方向3.(8分)某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的裝置探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”,螺線管與電流計構(gòu)成閉合電路,條形磁鐵N極朝下,請回答下列問題:(1)要想使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),即有感應(yīng)電流產(chǎn)生,小紅進(jìn)行了以下四種操作,其中可行的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.螺線管不動,磁鐵勻速插入或拔出螺線管B.螺線管不動,磁鐵加速插入或拔出螺線管C.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起勻速向上運(yùn)動D.磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(2)在(1)的研究中,小紅發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同,也就是感應(yīng)電流方向不同,根據(jù)(1)中的操作,則感應(yīng)電流方向與下列哪些因素有關(guān)________(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.螺線管的匝數(shù)B.磁鐵的磁性強(qiáng)弱C.磁鐵運(yùn)動的方向D.磁鐵運(yùn)動的速度大小【解析】(1)螺線管不動,磁鐵不管是勻速還是加速插入或拔出螺線管磁通量都會發(fā)生改變,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A、B正確;磁鐵與螺線管保持相對靜止,一起勻速向上運(yùn)動或一起在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,螺線管磁通量都不發(fā)生變化,故不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計指針不偏轉(zhuǎn),故C、D錯誤。(2)根據(jù)(1)的操作會發(fā)現(xiàn)磁鐵插入或拔出螺線管時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向會有不同,故可知感應(yīng)電流方向與磁鐵運(yùn)動的方向有關(guān),故C正確,A、B、D錯誤。答案:(1)A、B(2)C4.(8分)為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,某學(xué)生將電流表、線圈A和B、電池組、滑動變阻器、開關(guān)接成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路:(1)(單選)該同學(xué)將線圈B放置在線圈A中,閉合、斷開開關(guān)時,電流表指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是________。

A.開關(guān)的位置接錯B.電流表的正、負(fù)接線柱上導(dǎo)線接反C.線圈B的兩個接線柱上導(dǎo)線接反D.電池組的正、負(fù)極接反(2)電路連接的錯誤改正后,該同學(xué)在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn),則如果向右移動滑動變阻器的滑片(滑動變阻器接入電路的方式仍然如圖中所示),則電流表的指針向________(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。

【解析】(1)該同學(xué)將線圈B放置在線圈A中,線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;再閉合開關(guān),磁通量不變,無感應(yīng)電動勢,故電流表指針不偏轉(zhuǎn);應(yīng)改為開關(guān)閉合后,再將線圈B放置在線圈A中;或者將開關(guān)接在B線圈所在回路中,故選A。(2)閉合開關(guān)時,磁通量增加,電流表指針向右偏轉(zhuǎn);向右移動滑動變阻器的滑片,電阻變小,電路電流變大,磁通量也增加,故感應(yīng)電流方向相同,即電流表指針也向右偏轉(zhuǎn)。答案:(1)A(2)右5.(9分)在圖甲中,不通電時電流表指針停在正中央,當(dāng)閉合開關(guān)時,觀察到電流表指針向左偏?，F(xiàn)在按圖乙連接方式將電流表與螺線管B連成一個閉合回路,將螺線管A與電池、滑動變阻器和開關(guān)串聯(lián)成另一個閉合回路:(1)將S閉合后,將螺線管A插入螺線管B的過程中,電流表的指針將______________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);

(2)螺線管A放在B中不動,電流表的指針將________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);

(3)螺線管A放在B中不動,滑動變阻器的滑片向右滑動,電流表的指針將____________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn);

(4)螺線管A放在B中不動,突然切斷開關(guān)S時,電流表的指針將______________(選填“向左”“向右”或“不發(fā)生”)偏轉(zhuǎn)。

【解析】在圖甲中,閉合開關(guān),電流從正接線柱流入電流表,電流表指針向左偏轉(zhuǎn),即電流從哪個接線柱流入,指針就向哪側(cè)偏轉(zhuǎn);在圖乙中,閉合開關(guān)后,由安培定則可知,線圈A中的電流產(chǎn)生的磁場豎直向下;(1)將S閉合后,將螺線管A插入螺線管B的過程中,穿過B的磁場向下,磁通量變大,由楞次定律可知,感應(yīng)電流從電流表正接線柱流入,則電流表的指針將向左偏轉(zhuǎn);(2)螺線管A放在B中不動,穿過B的磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表的指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn);(3)螺線管A放在B中不動,穿過B的磁場向下,將滑動變阻器的滑片向右滑動時,穿過B的磁通量變小,由楞次定律可知,感應(yīng)電流從電流表負(fù)接線柱流入,則電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn);(4)螺線管A放在B中不動,穿過B的磁場向下,突然切斷開關(guān)S時,穿過B的磁通量減小,由楞次定律可知,感應(yīng)電流從電流表負(fù)接線柱流入,則電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn)。答案:(1)向左(2)不發(fā)生(3)向右(4)向右6.(9分)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁通量變化時感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)中,所需的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示。現(xiàn)已用導(dǎo)線連接了部分實(shí)驗(yàn)電路。(1)請用實(shí)線作為導(dǎo)線從箭頭1和2處連接其余部分電路;(2)實(shí)驗(yàn)時,將線圈L1插入L2中,合上開關(guān)瞬間,觀察到電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這個現(xiàn)象揭示的規(guī)律是_______________;

(3)(多選)某同學(xué)設(shè)想使一線圈中電流逆時針流動,另一線圈中感應(yīng)電流順時針流動,可行的實(shí)驗(yàn)操作是________。

A.抽出線圈L1B.插入鐵芯C.使變阻器滑片左移D.斷開開關(guān)【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中L1與電源相連,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使L2中的磁通量發(fā)生變化,從而使L2產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故L2應(yīng)與電流計相連;如圖所示:(2)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電路中有電流產(chǎn)生,產(chǎn)生的原因是閉合回路中磁通量發(fā)生了變化;故結(jié)論為:閉合電路中磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反,則它們的磁場也一定相反,原磁場應(yīng)增強(qiáng),故可以加入鐵芯或使變阻器滑片左移,選B、C。答案:(1)見解析(2)閉合電路中磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流(3)B、C實(shí)驗(yàn)搶分專練(十四)探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系(40分鐘30分)1.(6分)(2023·濱州模擬)某同學(xué)做“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)在實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作正確的是________。

A.為保證人身安全,只能使用低壓交流電源,所用電壓不要超過36VB.為保證多用電表的安全,應(yīng)使用交流電壓擋測電壓,并先用最大量程擋試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先斷開開關(guān),再拆除多用電表,以免燒壞電表D.此實(shí)驗(yàn)中的電源可以用電動自行車上的蓄電池代替(2)如圖甲,當(dāng)把8V的交變電壓接在原線圈“0”和“16”兩個接線柱之間,那么接“0”和“4”的副線圈的輸出電壓可能是________。

A.2.8VB.2.4VC.2.2VD.1.8V【加固訓(xùn)練】(2023·重慶模擬)物理課上,同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。(1)下列說法正確的有________。

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求交流電壓不高于36VB.變壓器原線圈接低壓交流電時,可以用多用電表的“直流電壓擋”測量副線圈電壓C.研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響時,需保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù)(2)變壓器鐵芯是由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的,而不是采用一整塊硅鋼,這樣設(shè)計的原因是________。

A.減小渦流,提高變壓器的效率B.增大渦流,提高變壓器的效率C.增大鐵芯中的電阻,以產(chǎn)生更多的熱量2.(8分)(2023·池州模擬)某學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用可拆變壓器“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)該學(xué)習(xí)小組同學(xué)將電壓u1=60cos100πt(V)的交流電源與原線圈相連,將副線圈接在電壓傳感器(可視為理想電壓表)上,觀察到副線圈電壓u2隨時間t變化的圖像可能是圖中的________(選填選項(xiàng)字母);若原線圈接入電路的匝數(shù)為200,則副線圈接入電路的匝數(shù)為________。

(2)如圖乙所示,原線圈接交流電源,副線圈接入小燈泡。第一次將鐵芯裝好并用螺絲進(jìn)行加固,第二次未裝鐵芯。兩次原線圈和副線圈接入電路的匝數(shù)相同,交流電源的電壓也相同,則____________(選填“第一次”或“第二次”)小燈泡更亮,判斷的依據(jù)是____________________________________。

3.(8分)(2023·菏澤模擬)某班物理實(shí)驗(yàn)課上,同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。(1)實(shí)驗(yàn)中可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響。(2)測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“________(選填“直流”或“交流”)電壓擋”,先用________(選填“最大”或“最小”)量程擋試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量。

(3)若變壓器原、副線圈匝數(shù)分別選擇n1=800匝,n2=400匝,原線圈與10V正弦式交流電源相連,用理想電壓表測得輸出電壓U2=3V,輸出電壓測量值明顯小于理論值,可能的原因是________。

A.原線圈匝數(shù)n1少于800匝B.副線圈匝數(shù)n2多于400匝C.副線圈阻值較大D.鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上(4)在解決(3)中問題后,該同學(xué)多次改變副線圈匝數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄多組副線圈輸出電壓U2和對應(yīng)副線圈匝數(shù)n2,作出了U2-n2圖像如圖丙所示。實(shí)驗(yàn)時原線圈中磁通量的變化率為____________。

4.(8分)(2023·蘇州模擬)物理實(shí)驗(yàn)課上,某班同學(xué)用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示,圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。(1)以下給出的器材中,本實(shí)驗(yàn)需要用到的是__________(填字母);

(2)某同學(xué)用同種規(guī)格的導(dǎo)線繞制成a、b兩個線圈,并用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了a、b兩個線圈的電阻值,指針分別對應(yīng)圖丙中的位置,由此可判斷________線圈匝數(shù)多;

(3)在具體操作過程中,下列說法中正確的為________。

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.測量副線圈電壓時,先用最大量程擋試測,大致確定后再選用適當(dāng)?shù)膿跷籆.研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響時,需保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù)D.實(shí)驗(yàn)中,必須在副線圈上接上用電器以形成閉合回路(4)在實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間,用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓如圖丁所示,則該電壓值為__________。

(5)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)通電后,使很大的勁都不能把變壓器鐵芯B取出,斷電后,就可以輕松取出,這是為什么?請簡單描述其原因_______________________________。

【加固訓(xùn)練】1.某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)該實(shí)驗(yàn)中變壓器原線圈接線柱接入學(xué)生電源應(yīng)該選擇哪種接法________(選填“A”或“B”);

(2)實(shí)驗(yàn)開始前沒有使用鐵芯組裝變壓器,而是直接將一個線圈接入電源,另外一個線圈接電壓表,保持電源輸入電壓、兩個線圈接入的匝數(shù)不變,逐漸將兩個線圈相互靠近的過程中,觀察到電壓表的讀數(shù)________(選填“變大”“變小”或“不變”);

(3)在正確組裝變壓器后,甲、乙、丙三名同學(xué)分別利用控制變量法探究副線圈的電壓U2與原線圈電壓U1、原線圈的匝數(shù)n1、副線圈的匝數(shù)n2的關(guān)系,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成甲、乙、丙三幅圖像,哪個同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤________(選填“甲”“乙”或“丙”)。

(4)在某次實(shí)驗(yàn)中選擇廠家標(biāo)注匝數(shù)nA=200匝的線圈A作為原線圈,廠家標(biāo)注匝數(shù)nB=100匝的線圈B作為副線圈,分別接入不同輸入電壓U1,測得對應(yīng)的輸出電壓U2,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。分析下列可能的原因,你認(rèn)為正確的有________。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)nA/匝nB/匝U1/VU2/V12001008.24.022001006.12.932001004.01.9A.原、副線圈電壓的頻率不相等B.變壓器線圈中有電流通過時會發(fā)熱C.鐵芯在交變磁場的作用下會發(fā)熱D.穿過副線圈的磁通量大于原線圈的磁通量2.功放(圖甲)內(nèi)部的變壓器一般為環(huán)狀,簡稱環(huán)牛,如圖乙所示。某同學(xué)利用環(huán)牛探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系(環(huán)牛效率極高,可看成理想變壓器)。(1)測量環(huán)牛的初級(原)、次級(副)線圈匝數(shù)n1、n2的方法是:先在閉合鐵芯上緊密纏繞n=70匝漆包細(xì)銅線,并將理想交流電壓表V1接在細(xì)銅線兩端;然后在初級線圈(左側(cè))上輸入有效值為24.0V的低壓交流電,再將理想交流電壓表V2連接在次級線圈(右側(cè))上。若理想交流電壓表V1的示數(shù)為3.0V,理想交流電壓表V2的示數(shù)為12.0V,則次級線圈的匝數(shù)n2=________;

(2)若在初級線圈(左側(cè))上接入電壓瞬時值u=2202sin100πt(V)的電壓,則連接在次級線圈(右側(cè))上理想交流電壓表V2的示數(shù)為________V;

(3)由于變壓器工作時有能量損失,實(shí)驗(yàn)中測得的原、副線圈的電壓比________(選填“大于”“等于”或“小于”)原、副線圈的匝數(shù)比n1(4)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是________。

A.變壓器的鐵芯漏磁B.原線圈所加電壓小C.變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流解析版1.(6分)(2023·濱州模擬)某同學(xué)做“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)在實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作正確的是________。

A.為保證人身安全,只能使用低壓交流電源,所用電壓不要超過36VB.為保證多用電表的安全,應(yīng)使用交流電壓擋測電壓,并先用最大量程擋試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先斷開開關(guān),再拆除多用電表,以免燒壞電表D.此實(shí)驗(yàn)中的電源可以用電動自行車上的蓄電池代替(2)如圖甲,當(dāng)把8V的交變電壓接在原線圈“0”和“16”兩個接線柱之間,那么接“0”和“4”的副線圈的輸出電壓可能是________。

A.2.8VB.2.4VC.2.2VD.1.8V【解析】(1)變壓器改變的是交流電壓,因此為了人身安全,原線圈只能使用低壓交流電源,所用交流電壓不超過12V,選項(xiàng)A錯誤;為保證多用電表的安全,應(yīng)使用交流電壓擋測電壓,并先用最大量程擋試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量,選項(xiàng)B正確;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先移除多用電表再斷開開關(guān),否則在先斷開開關(guān)時,線圈的自感產(chǎn)生大的感應(yīng)電動勢會燒壞電表,選項(xiàng)C錯誤;此實(shí)驗(yàn)必須用交流電,通過交流電周期性的變化使通過副線圈的磁場周期性變化,從而在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,利用的是互感原理,而電動自行車上的蓄電池是直流電源,因此不可以用電動自行車上的蓄電池代替實(shí)驗(yàn)所用電源,選項(xiàng)D錯誤。(2)根據(jù)變壓器的原理可知,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比等于電壓之比,即n1n2=U1U2=164=41,可得答案:(1)B(2)D【加固訓(xùn)練】(2023·重慶模擬)物理課上,同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。(1)下列說法正確的有________。

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求交流電壓不高于36VB.變壓器原線圈接低壓交流電時,可以用多用電表的“直流電壓擋”測量副線圈電壓C.研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響時,需保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù)(2)變壓器鐵芯是由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的,而不是采用一整塊硅鋼,這樣設(shè)計的原因是________。

A.減小渦流,提高變壓器的效率B.增大渦流,提高變壓器的效率C.增大鐵芯中的電阻,以產(chǎn)生更多的熱量【解析】(1)為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求交流電壓不高于12V,選項(xiàng)A錯誤;變壓器原線圈接低壓交流電時,可以用多用電表的“交流電壓擋”測量副線圈電壓,選項(xiàng)B錯誤;研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響時,需保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),選項(xiàng)C正確。(2)變壓器只能變交流,不能變直流,變壓器的鐵芯,在整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象,要損耗能量,不用整塊的硅鋼鐵芯,其目的是增大電阻,從而減小渦流,減小發(fā)熱量,提高變壓器的效率,故選A。答案:(1)C(2)A2.(8分)(2023·池州模擬)某學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用可拆變壓器“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)該學(xué)習(xí)小組同學(xué)將電壓u1=60cos100πt(V)的交流電源與原線圈相連,將副線圈接在電壓傳感器(可視為理想電壓表)上,觀察到副線圈電壓u2隨時間t變化的圖像可能是圖中的________(選填選項(xiàng)字母);若原線圈接入電路的匝數(shù)為200,則副線圈接入電路的匝數(shù)為________。

(2)如圖乙所示,原線圈接交流電源,副線圈接入小燈泡。第一次將鐵芯裝好并用螺絲進(jìn)行加固,第二次未裝鐵芯。兩次原線圈和副線圈接入電路的匝數(shù)相同,交流電源的電壓也相同,則____________(選填“第一次”或“第二次”)小燈泡更亮,判斷的依據(jù)是____________________________________。

【解析】(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率,原線圈電壓周期為0.02s,則副線圈周期也為0.02s,所以副線圈電壓u2隨時間t變化的圖像可能是圖中的C;由U1n1=U2n(2)由于第二次未裝鐵芯,變壓器存在漏磁現(xiàn)象,第二次副線圈兩端的電壓小于第一次副線圈兩端的電壓,所以第一次小燈泡更亮。答案:(1)C100(2)第一次第二次存在漏磁現(xiàn)象3.(8分)(2023·菏澤模擬)某班物理實(shí)驗(yàn)課上,同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。(1)實(shí)驗(yàn)中可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響。(2)測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“________(選填“直流”或“交流”)電壓擋”,先用________(選填“最大”或“最小”)量程擋試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量。

(3)若變壓器原、副線圈匝數(shù)分別選擇n1=800匝,n2=400匝,原線圈與10V正弦式交流電源相連,用理想電壓表測得輸出電壓U2=3V,輸出電壓測量值明顯小于理論值,可能的原因是________。

A.原線圈匝數(shù)n1少于800匝B.副線圈匝數(shù)n2多于400匝C.副線圈阻值較大D.鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上(4)在解決(3)中問題后,該同學(xué)多次改變副線圈匝數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄多組副線圈輸出電壓U2和對應(yīng)副線圈匝數(shù)n2,作出了U2-n2圖像如圖丙所示。實(shí)驗(yàn)時原線圈中磁通量的變化率為____________。

【解析】(2)變壓器是對交流電變壓,因此副線圈輸出的是交流電壓,測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的交流電壓擋。測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)先用最大量程擋試測,避免用最小量程擋測量損壞交流電壓表。(3)若原線圈匝數(shù)n1少于800匝,或副線圈匝數(shù)n2多于400匝,由變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,可知副線圈輸出電壓都應(yīng)增大,不會減小,選項(xiàng)A、B錯誤;因用理想電壓表測得輸出電壓,變壓器原、副線圈中不會有電流產(chǎn)生,原、副線圈的直流電阻上沒有電壓降低,即副線圈輸出電壓與副線圈阻值無關(guān),選項(xiàng)C錯誤;若鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上,則構(gòu)不成閉合磁路,使變壓器產(chǎn)生嚴(yán)重的漏磁,穿過副線圈的磁通量減小,副線圈輸出電壓變小,選項(xiàng)D正確。(4)對副線圈,由電磁感應(yīng)定律U2=ΔΦΔtn2可知,U2-n2圖像的斜率即為磁通量的變化率,可得Δ答案:(2)交流最大(3)D(4)Δ4.(8分)(2023·蘇州模擬)物理實(shí)驗(yàn)課上,某班同學(xué)用可拆變壓器探究“變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示,圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。(1)以下給出的器材中,本實(shí)驗(yàn)需要用到的是__________(填字母);

(2)某同學(xué)用同種規(guī)格的導(dǎo)線繞制成a、b兩個線圈,并用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了a、b兩個線圈的電阻值,指針分別對應(yīng)圖丙中的位置,由此可判斷________線圈匝數(shù)多;

(3)在具體操作過程中,下列說法中正確的為________。

A.為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.測量副線圈電壓時,先用最大量程擋試測,大致確定后再選用適當(dāng)?shù)膿跷籆.研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響時,需保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù)D.實(shí)驗(yàn)中,必須在副線圈上接上用電器以形成閉合回路(4)在實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間,用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓如圖丁所示,則該電壓值為__________。

(5)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)通電后,使很大的勁都不能把變壓器鐵芯B取出,斷電后,就可以輕松取出,這是為什么?請簡單描述其原因_______________________________。

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中需要用學(xué)生電源的交流輸出端,不需要滑動變阻器、小燈泡以及直流電壓表,故選B。(2)由圖丙可知,a線圈電阻較大,根據(jù)電阻定律可知a線圈匝數(shù)多;(3)為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù),選項(xiàng)A錯誤;測量副線圈電壓時,先用最大量程擋試測,大致確定后再選用適當(dāng)?shù)膿跷?選項(xiàng)B正確;實(shí)驗(yàn)時可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),探究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響,選項(xiàng)C正確;實(shí)驗(yàn)中,不需要在副線圈上接上用電器以形成閉合回路,副線圈也能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,選項(xiàng)D錯誤。(4)由圖丁可知,該電壓值為6.3V;(5)使很大的勁都不能把變壓器鐵芯B取出,斷電后,就可以輕松取出,是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象,通電后,鐵芯B就相當(dāng)于一個電磁鐵,除了受自身的重力外,還受到很大的磁場力作用。答案:(1)B(2)a(3)B、C(4)6.3V(6.2~6.4V均可)(5)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,通電后,鐵芯B就相當(dāng)于一個電磁鐵,除了受自身的重力外,還受到很大的磁場力作用【加固訓(xùn)練】1.某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)該實(shí)驗(yàn)中變壓器原線圈接線柱接入學(xué)生電源應(yīng)該選擇哪種接法________(選填“A”或“B”);

(2)實(shí)驗(yàn)開始前沒有使用鐵芯組裝變壓器,而是直接將一個線圈接入電源,另外一個線圈接電壓表,保持電源輸入電壓、兩個線圈接入的匝數(shù)不變,逐漸將兩個線圈相互靠近的過程中,觀察到電壓表的讀數(shù)________(選填“變大”“變小”或“不變”);

(3)在正確組裝變壓器后,甲、乙、丙三名同學(xué)分別利用控制變量法探究副線圈的電壓U2與原線圈電壓U1、原線圈的匝數(shù)n1、副線圈的匝數(shù)n2的關(guān)系,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成甲、乙、丙三幅圖像,哪個同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤________(選填“甲”“乙”或“丙”)。

(4)在某次實(shí)驗(yàn)中選擇廠家標(biāo)注匝數(shù)nA=200匝的線圈A作為原線圈,廠家標(biāo)注匝數(shù)nB=100匝的線圈B作為副線圈,分別接入不同輸入電壓U1,測得對應(yīng)的輸出電