變壓器實驗、傳感器實驗課后作業(yè)第四課時實驗探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系

1、變壓器實驗、傳感器實驗課后作業(yè)（第四課時）實驗一、探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系1. 理想變壓器是指在變壓器變壓的過程中，線圈和鐵芯不損耗能量、磁場被束縛在鐵芯內(nèi)不外漏的變壓器。現(xiàn)有一個理想變壓器有一個原線圈（匝數(shù)為和一個副線圈（匝數(shù)為 2）。甲、乙兩位同學想探充這個理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關系。（1）甲同學的猜想是u】:lh=ni : 2；乙同學的猜想是ui : u2=n2 : m。你認為猜想合理的同學是，你做出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是o（2）為了驗證理論推導的正確性，可以通過實驗來探究，為保證實驗安全、有效地進行，應選用電源。（3）在實驗時，若采用多用電表進行測

2、量，應先將選擇開關置于擋，并選用量程進行測試，大致確定被測數(shù)據(jù)后，再選用適當?shù)牧砍踢M行測量。2. 在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，某同學利用“教學用的可拆變壓器”進行探究。關于實驗操作，下列說法正確的是（）a. 為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過12 vb. 實驗通電時，可用手接觸裸露的導線、接線柱等檢查電路c. 使用多用電表測電壓時，先用中等量程擋試測，再選用恰當?shù)膿跷贿M行測量3. （1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗，必須要選用的是a. 有閉合鐵芯的原、副線圈b.無鐵芯的原、副線c.交流電源d. 直流電源e. 多用電表（交

3、流電壓檔）f. 多用電表（交流電流檔）（2）用匝數(shù)s=60匝和饑=120匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表,1.802.803.804.90ihn4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是（填.或明。4. 在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系實驗中，小李同學采用了如圖所示的可拆式變壓器（鐵芯不閉合）進行研究。（多選）實驗還需下列器材中的abc(2)實驗中，上圖中變壓器的原線圈接“0； 8”接線柱，副線圈接線“0； 4”接線柱，當副線 圈所接電表的示數(shù)為5.0 v,則所接電源電壓檔位為。b. 10.0 va. 18.0 vc. 5.0 vd. 2.5 v5. 理想變壓器是指

4、在變壓器變壓的過程中，線圈和鐵芯不損耗能量、磁場被束縛在鐵 芯內(nèi)不外漏的變壓器?，F(xiàn)有一個理想變壓器有一個原線圈(匝數(shù)為和一個副線圈(匝數(shù)為 ,72)。甲、乙兩位同學想探究這個理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關系。(1) 甲同學的猜想是ui : u2=ni :2；乙同學的猜想是u : u2=n2 :為。你認為猜想合理的同學是,你做出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是o(2) 為了驗證理論推導的正確性，可以通過實驗來探究，為保證實驗安全、有效地進行，應選用電源。(3) 在實驗時，若采用多用電表進行測量，應先將選擇開關置于擋，并選用量程進行測試，大致確定被測數(shù)據(jù)后，再選用適當?shù)牧砍踢M行測量。6.

5、 在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中，操作步驟如下: 將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上； 閉合電源開關，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓;接上 將匝數(shù)較多的一組線圈接到學生電源的交流電源輸出端上，另一個作為副線小燈泡； 將原線圈與副線圈對調(diào)，重復以上步驟。(1) 以上操作的合理順序是(只填步驟前數(shù)字序號)。(2) 如圖所示，在實驗中，兩線圈的匝數(shù)i = l 600, "2=400,當將 1作為原線圈時, ui = 16v,副線圈兩端電壓lh=4v,原線圈與副線圈對調(diào)后，當0 = 8 v時，=32 v,那么可初步確定，變壓器兩個線圈的電壓u|、u2

6、與線圈匝數(shù)i、小的關系是實驗二、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置i. 如圖所示為一種常見的身高體重測量儀，測量儀頂部向下發(fā)射超聲波，超聲波經(jīng)反 射后返回，被測量儀接收，測量儀可記錄發(fā)射和接收的時間間隔.測量儀底部有一壓力傳感 器，其輸出電壓作用在它上的壓力f成正比，表達式為u = kf （k為比例系數(shù)）。某同學已知了自己的身高h、質(zhì)量m和重力加速度g,他想利用該裝置測量超聲波速 度v和比例系數(shù)k,他多次研究發(fā)現(xiàn)，當他站上測重臺時測量儀記錄的時間 間隔比他沒站上時減少了 ，；當他沒站上測重臺時，測量儀已有輸出電壓 為確（確知），當他站上測重臺時測量儀輸出電壓為u,那么超聲波v與比例系數(shù)k為ha.

7、 v =， ts冬b.1，2az2mg2mg2hc. v 二 一，arsq._2h _2(£-£jde v f k azmgmg2. 壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小。一同學利用壓敏電阻設計了判斷升降 機運動狀態(tài)的裝置，如圖甲所示，將壓敏電阻平放在升降機內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物 體m,升降機靜止時電流表示數(shù)為io。某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過程中a. 升降機一定是先向上做勻加速運動然 后做勻減速運動b. 升降機可能是先向上做勻減速運動然 后做勻加速運動c. 物體一定是先超重后失重d. 物體一定是先失重后超重3. 如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光 傳感

8、記錄器，光敏電阻ri能接收到發(fā)光元件a發(fā)出netnu«umii«/am<1的光，每當工件擋住a發(fā)出的光，光傳感器b就輸 出一個電信號，并經(jīng)信號處理器處理后在屏幕顯示 出電信號與時間的關系，如圖乙所示.若傳送帶保 持勻加速運動，每個工件均相對傳送帶靜止，且相 鄰工件間距依次為5、10八15、20.（單位：cm）, 則下述說法正確的是（不計工件擋住的時間）a.b.c.d.工件加速度為0.1m/s2工件加速度為0.4m/s2當無光照射r1時，光傳感器就輸出一次高電壓 當無光照射r1時，光傳感器就輸出一次低電壓4. 如圖是磁報警裝置中的一部分電路示意圖，其中電源電動勢為 e,

9、內(nèi)阻為，ri、r2是定值電阻，rb是磁敏傳感器，它的電阻隨磁體 的出現(xiàn)而減小，c、d接報警器.電路閉合后，當傳感器rb所在處出現(xiàn) 磁體時，則電流表的電流/, c、d兩端的電壓。將（）a. /變大，變小 b. /變小，u變大c. /變大，u變大 d. /變小，u變小a.b.c.d.5. 如圖所示的實驗電路中，電源兩端的電壓恒定，l為小燈泡，r為光敏電阻，d為 發(fā)光二極管（電流越大，發(fā)出的光越強），且r與。相距很近，下列說法正確的是 （） 當滑動觸頭p向左移動時，l消耗的功率增大 當滑動觸頭p向左移動時，l消耗的功率減小 當滑動觸頭f向右移動時，l消耗的功率可能不變 無論怎樣移動觸頭p, l消耗的

10、功率都不變6. 我國于2011年5月1日起，醉酒駕駛由交通違法行為升級 為犯罪行為?！疤沾蓺饷魝鞲衅鳌笨梢杂糜诜治鰵怏w中酒精蒸汽的含 量。如果司機飲酒，血液中的酒精成分擴散到呼出的氣體中，呼出 的氣體噴在傳感器上，傳感器的電阻將隨酒精蒸汽濃度發(fā)生相應的變化，從而可以檢測血液 中的酒精含量。某種陶瓷氣敏傳感器的電導（即電阻的倒數(shù)）與氣體中酒精蒸汽濃度c的 關系如圖甲所示?，F(xiàn)用其組成如圖乙所示的檢測電路（電池內(nèi)阻為r,電流表內(nèi)阻不計）.以 下判斷正確的是（）傳感器電學()a. 此陶瓷氣敏傳感器的電阻與氣體中酒精蒸汽的濃度c成正比b. 氣體中酒精蒸汽的濃度c越大，則電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越小c. 氣體

11、中酒精的蒸汽濃度c越大，則電池路端電壓越小，傳感器上電壓也越小d. 氣體中酒精的蒸汽濃度c越大，則傳感器電阻越小，電源的總功率越小7. 電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓點薄膜傳 感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器c、電阻r 組成圖甲所示的回路。紅燈亮時，如果汽車.的前、后輪先后經(jīng)過感應線，回路中產(chǎn)生兩脈 沖電流，如圖乙所示，即現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮時（）ncta. 車輪停在感應線上時，電阻r上有恒定電流b. 車輪經(jīng)過感應線的過程中，電容器先充電后放電c. 車輪經(jīng)過感應線的過程中，電阻r上的電流先增加后減小d. 汽

12、車前輪剛越過感應線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照8.如圖是用電流傳感器si、s2 （其電阻忽略不計）研究自感現(xiàn)象的 實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為r, l是一個自感系數(shù)足夠大的自感 線圈，其直流電阻值也為r,不計電源內(nèi)阻.下圖是某同學畫出的在to 時刻開關s切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖像.關于這些圖 像，下列說法中正確的是（）ooa.b.c.dp.甲 乙甲是開關s由斷開變?yōu)殚]合, 乙是開關s由斷開變?yōu)殚]合, 丙是開關s由閉合變?yōu)閿嚅_, 丁是開關s由閉合變?yōu)閿嚅_,r°丙通過傳感器s.的電流隨時間變化的情況 通過傳感器si的電流隨時間變化的情況 通過傳感器s2的電流隨時間

13、變化的情況 通過傳感器s2的電流隨時間變化的情況9.如圖所示的電路中，電源的電動勢e和內(nèi)阻,一定，a、b為平行板電容器的兩塊正對金屬板，&為光敏電阻（阻值隨光照強度的增大而減小）。當& 的滑動觸頭p在。端時，閉合開關s,此時電流表a和電壓表v 的示數(shù)分別為/和以下說法正確的是（）若僅將&2的滑動觸頭p向力端移動，則/不變，增大若僅增大a、b板間距離，則電容器所帶電荷量減少 若僅用更強的光照射r,則/增大，u增大,電容器所b p b "a.b.c.帶電荷量增加d.若僅用更強的光照射ri,則u變化量的絕對值與/變化量的絕對值的比值不變10.電動自行車是一種應用廣泛

14、的交通工具，其速度控制是通過轉(zhuǎn)動右把手實現(xiàn)的，這 種轉(zhuǎn)動把手稱“霍爾轉(zhuǎn)把，屬于傳感器非接觸控制。轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等，截 面如圖甲。永久磁鐵的左右兩側(cè)分別為n、s極，開啟電源時，在霍爾器件的上下面之間加 一定的電壓，形成電流，如圖乙。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動，霍爾器 件能輸出控制車速的霍爾電壓，己知電壓與車速關系如圖丙，以下關于“霍爾轉(zhuǎn)把”敘述正確 的是（）a. 為提高控制的靈敏度，應該使永久磁鐵的上下端分別為n、s極b. 按圖甲順時針轉(zhuǎn)動電動車的右把手（手柄轉(zhuǎn)套），車速將變快c. 圖乙中從霍爾器件的前后面輸出控制車速的霍爾電壓d. 若霍爾器件的上下面之間所加電壓正

15、負極性對調(diào)，將影響車速控制實驗一、探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系1解析(1)由變壓器的工作原理可知：猜想合理的同學是甲同學。做出上述判斷依據(jù) 的物理規(guī)律是法拉第電磁感應定律。(2) 為了保證實驗安全、有效地進行，應選用低壓(一般低于12 v)交流電源。(3) 使用多用電表時，應先將選擇開關置于交流電壓擋，并選用較大(或最大)量程進行測 試。答案(1)甲 法拉第電磁感應定律(2) 低壓(一般低于12 v)交流(3) 交流電壓較大(或最大)2答案a變壓器是改變電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用電壓 不超過12v,故a正確；實驗通電時，不能用手接觸裸露的導線、接線柱等

16、檢查電路，故 b錯誤；使用多用電表測電壓時，先用最高量程擋試測，再選用恰當?shù)膿跷贿M行測量，故c 錯誤。故選ao 3解析(1)變壓器的原理是互感現(xiàn)象的應用。是原線圈磁場的變化引起副線圈感應電 流的變化，如果原線圈連接的是直流電源，則副線圈中不會有感應電流產(chǎn)生。題意為探究變 壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關系，需要測量電壓，所以需要一個測電壓的儀器，所以需要 的器材有a有閉合鐵芯的原、副線圈；c交流電源；e多用電表(交流電壓檔)；故選ace。(2)根據(jù)題意，電壓比與匝數(shù)比不相等，可知該變壓器為非理想變壓器，考慮到變壓器 有漏磁鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱等影響，判斷出f/2為原線圈上電壓大小，則判斷出接電源的

17、是nbo答案(l)ace (2 加4解析(1)本實驗中，變壓器的原線圈應接在交流電源上，為了知道原、副線圈的電 壓比和線圈匝數(shù)比之間的關系，還需要電壓表，故學生電源和電壓表兩個器材不能缺少，選 b> co(2)理想變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)的關系為井=?；若變壓器的原線圈接“0； 8” 1/22接線柱，副線圈接“0； 4”接線柱，則原、副線圈匝數(shù)比為?=w=2,則原線圈兩端電壓u】 n2 4=?u2=2x5 v=10 v。本題中可拆變壓器并非理想變壓器，存在漏磁現(xiàn)象，要使副線圈 所接電壓表示數(shù)為5v,則原線圈電壓必須大于10 v,故選a。答案bc (2)a5解析(1)由變壓器的工作原理可

18、知：猜想合理的同學是甲同學。做出上述判斷依據(jù)的 物理規(guī)律是法拉第電磁感應定律。(2) 為了保證實驗安全、有效地進行，應選用低壓(一般低于12v)交流電源。(3) 使用多用電表時，應先將選擇開關置于交流電壓擋，并選用較大(或最大)量程進行測 試。答案(1)甲 法拉第電磁感應定律(2) 低壓(一般低于12v)交流(3) 交流電壓較大(或最大)6解析(1)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，首先將兩個線圈套到 可拆變壓器的鐵芯上；再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學生電源的交流電源輸出端上，另一個 作為副線圈，接上小燈泡；閉合電源開關，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓；最

19、后將原線圈與副線圈對調(diào)，重復以上步驟。故合理的順序是。兩線圈的匝數(shù)i = l 600, "2=400,當將 1作為原線圈時，山=16 v,副線圈兩端電壓lh=4v,當原線圈與副線對調(diào)后，/ = 8v時，光=32 v,此時 心為原線圈的電 壓，而/為副線圈的電壓；由以上數(shù)據(jù)可知斜知答案（1）（2）*=號實驗二、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置1【答案】c【解析】設身高體重測量儀高度為l,沒有站人時壓力傳感器的壓力為f0,設當測重臺上沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為to,根據(jù)超聲波的速度和位移關系可得 = 2l ； 根據(jù)傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比可得u° = kf

20、°；當測重臺上站人時，測量儀記錄的時間間隔為t,同理可得機= 2（lt）, u = k（f°+mg）,聯(lián)立解得2/i 7 u-u.v = 9 k =, c 正確；故選 c.t mg點睛：本題為傳感器類問題的應用，解題的關鍵在于明確題意，由題找出對應的信息再 結(jié)合所學物理規(guī)律即可求解，注意在求身高要注意取單程時間，求質(zhì)量要明確壓力等于重力.2【答案】c【解析】升降機靜止時電流表示數(shù)為10 '某過程中電流表示數(shù)為2虬由歐姆定律分析壓敏電阻的阻值變小, 說明壓敏電阻所受壓力增大，則物體處于超重狀態(tài)；當電流表示數(shù)為051°,由歐姆定律分析壓敏電阻的阻 值變大，說明

21、壓敏電阻所受壓力減小，則物體處于失重狀態(tài)；物體處于超重狀態(tài)時，加速度方向向上，故 升降機可能向上加速運動，也可能向下減速運動；物體處于失重狀態(tài)時，加速度方向向下，故升降機可能 向下加速運動'也可能向上減速運動；故c正確，abd錯誤； 故選d.【點睛】根據(jù)r圖象得到電流變化情況，然后結(jié)合電路特點得到電阻變化情況，再有 壓敏電阻特性得到壓力變化情況，最后得到加速度變化情況。3【答案】d【解析】試題分析：由題意知'工件做勻變速直線運動且相鄰工件間距依次為5、10、15、20.,有圖乙知相鄰時間 a =當=/s2 = q.2m i s1間隔為t=o.5s, aals得： t1 0%,故

22、a錯誤'b正確；光敏電阻的特點'有光照射電阻較小'無光照射電阻較大'根據(jù)電路連接關系知當無光照射玲時 電阻較大'分壓較大'玲分壓較小'故光傳感器就輸出一次低電壓故c錯誤'd正確；故選bd考點：光敏電阻；勻變速直線運動的規(guī)律【名師點睛】此題考查了光敏電阻的特點以及勻變速直線運動的規(guī)律&要知道光敏電阻的特點，有光照射電阻較小，無光照射電阻較大，根據(jù)電路連接關系知當無光照 射ri時，電阻較大，分壓較大，r2分壓較小，故光傳感器就輸出一次低電壓。4【答案】a【解析】由題知'當傳感器所在處出現(xiàn)磁體時'減小'r

23、,、r擊聯(lián)的電阻減小，外電路總電阻減小 根據(jù)閉臺電路歐姆定律得知'干路電流i于增大 路端電壓減小 珞電壓增大'故g、d兩端電壓u變小'通過珞電流減小 j矢增大 知電流表示數(shù)變大 故a正確 bcd錯誤。點睛：本題是信息題，首先要抓住傳感器rb電阻與磁體的關系，其次按“部分一整體一 部分”的順序進行動態(tài)分析。5【答案】a【解析】ief=l從圖中可知'當p向右滑動時'滑動變阻器連入電路的電阻增大'而電源兩端的電壓恒定'即兩并聯(lián)支路1=1的電壓恒定'所以有二極管支路的總電阻增大'故通過二極管的電流減小'光照強度減小'

24、;從而導致光敏電阻上的光照減弱'光敏電阻的阻值r增大 所以根據(jù)公式此=尚死=光燈泡兩端的電壓減小'故再nl根據(jù)公式=與可得l消耗的功率減小，b正確。思路分析：根據(jù)發(fā)光二極管中的電流變化，判斷二極管發(fā)光變化，發(fā)光二極管為光敏電u2p =阻r提供光源，從而判斷光敏電阻的阻值變化，再根據(jù)公式&判斷燈泡消耗的功率。試題點評：考查了電路的動態(tài)變化，本題的關鍵是理解發(fā)光二極管為光敏電阻r提供光源和光敏電阻隨著光照的增強阻值在減小6【答案】c【解析】【詳解】傳感器的電導與酒精蒸汽的濃度成正比'而電導和電阻互為倒數(shù)。故a錯。氣體中酒精蒸汽的濃度c越大'電導越大'

25、電阻越小'閉合電路的總電阻越小'總電流越大'電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越大。故b錯。氣體中酒精的蒸汽濃度c越大'電阻越小'閉合電路的總電阻越小'總電流越大'內(nèi)電壓越大'外電壓越小。電阻ro上的電壓越大, 所以傳感器上電壓也越小。故c正確。氣體中酒精的蒸汽濃度c越大'傳感器電阻越小'總電流越大'電源總功率p=ei可知電源的總功率越大'故d錯。故選c。7【答案】 bd【解析】試題分析：車輪停在感應線上時，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電， 電阻r上沒有電流，故a錯誤；由乙圖可知，當車輪經(jīng)過時電流先

26、增大后減小，然后再反 向增大減小；因電壓是在受壓時產(chǎn)生的；故說明電容器先充電后放電；故b正確，c錯誤； 若汽車前輪越過感應線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條 件，電子眼仍可拍照，故d正確?？键c：電容器的動態(tài)分析【名師點睛】根據(jù)電流和電路圖分析電容器的充放電過程，并根據(jù)工作原理明確汽車前 輪剛越過感應線，又倒回到線內(nèi)是否符合拍照條件。8【答案】 bc【解析】試題分析：開關s由斷開變?yōu)殚]合'由于l的自感作用'通過傳感器1的電流一開始有一個固定的電流值當穩(wěn)定以后，自感消失'電流增大達到最大后'保持不變'故a錯誤'b正確；開關s由閉合變?yōu)閿嚅_'f 感器1的電流立即為零，由于l的自感作用（相當于電源），傳感器2的電流與原來反向且逐漸減小為零; 故c正確d錯誤：故選bc.考點