新高考物理一轮复习分层提升练习专题68 探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用（原卷版）.doc

专题68探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用

导练目标

导练内容

目标1

探究变压器原副线圈电压与匝数关系

目标2

利用传感器制作简单的自动控制装置

【知识导学与典例导练】

探究变压器原副线圈电压与匝数关系

（一）实验目的

探究变压器原线圈电压一定时，副线圈电压与线圈匝数的定量关系。

（二）实验原理

1．实验电路图

2．实验方法：采用控制变量法。

(1)n1一定，研究n2和U2的关系。

(2)n2一定，研究n1和U2的关系。

（三）实验器材

学生电源(低压交流，小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表(交流电压挡)1个、导线若干。

（四）实验步骤

1．保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。

2．保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。

（五）误差分析

1．由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。

2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差。

3．铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。

（六）注意事项

1．要事先推测副线圈两端电压的可能值。

2．为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12V，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱。

3．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。

4．连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，之后才能接通电源。

【例1】某实验小组用如图所示电路探究“变压器的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆变压器。

实验提供的器材有

A．多节干电池B．学生电源

C．直流电压表D．多用电表

（1）电源应选______，测量电压应选______；（均选填字母代号）

（2）若用匝数SKIPIF10匝和SKIPIF10匝的变压器做实验，在原线圈SKIPIF10的两端分别加上2V、4V、6V和8V的电压，测量出副线圈两端的相应的电压，记录在下面的表格中。表格中第2次实验，副线圈上电压的示数如图丙所示，电压量程为0~10V交流电压档，读数为______，并计算出此次实验SKIPIF10______；

实验次数

1

2

3

4

SKIPIF10

2

4

6

8

SKIPIF10

3.9

11.8

5.7

SKIPIF10

1:1.95

1:1.97

1:1.96

（3）实验可得结论______________；

（4）导致实验误差的原因可能是__________________。

A．原线圈所加电压小

B．变压器的铁芯漏磁

C．变压器的铁芯产生涡流

利用传感器制作简单的自动控制装置

1．实验目的

(1)了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性。

(2)学会传感器的简单使用。

2．实验原理

(1)传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。

(2)其工作过程如下图所示。

3．实验器材

热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。

4．误差分析

误差主要来源于温度计和欧姆表的读数。

5．注意事项

(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。

(2)光敏实验中，如果效果不明显，可将光敏电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的多少。

(3)欧姆表每次换挡后都要重新进行电阻调零。

【例2】热敏电阻按温度分为正温度系数电器（PTC）和负温度系数电器（NTC）两类。正温度系数电阻（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中、如图1所示为这两种热敏电阻的SKIPIF10图像。

（1）如图1中曲线Ⅰ所示，说明该热敏电阻是______热敏电阻。（填“PTC”或“NTC”）

（2）某同学搭建一套基于某热敏电阻的火灾报警系统，其电路图如图2所示。请根据此电路图将如图3所示的实物图连接完整______。

（3）已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图4所示。电源电动势为E=10V，内阻不计，通过报警器的电流达到I=10mA就会报警。若要求环境温度达到60℃时，该装置能自动报警，则应先将开关S与电阻箱SKIPIF10连接，将其阻值设置为_____