一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比,以及交流电频…——2023 高考物理第 12 题答案解析

2023_省自主命题(重庆)

2023 重庆 第 12 题 解答题 区分题
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12. 一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比,以及交流电频率对输出电压的影响。题图1为实验电路图,其中 $L _ { 1 }$ 和 $L _ { 2 }$ 为变压器的原、副线圈, $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 为开关,P 为滑动变阻器 $R _ { \mathfrak { p } }$ 的滑片,R为电阻箱,E为正弦式交流电源(能输出电压峰值不变、频率可调的交流电)。

(1)闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ,用多用电表交流电压挡测量线圈L 两端的电压。滑片 P 向右滑动后,与滑动前相比,电表的示数 \_(选填 “变大”“不变”“ 变小”)。

(2)保持 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 断开状态,调整E 输出的交流电频率为50 Hz,滑动滑片P,用多用电表交流电压挡测得线圈$L _ { 1 }$ 两端的电压为2500 mV时,用示波器测得线圈 $L _ { 2 }$ 两端电压u随时间t的变化曲线如图所示,则线圈 $L _ { 1 }$ 两端与 $L _ { 2 }$ 两端的电压比值为 (保留3位有效数字)。

(3)闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ,滑动 P 到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为 50 Hz、1000 Hz 的条件下,改变R的阻值,用多用电表交流电压挡测量线圈 $L _ { 2 }$ 两端的电压U,得到 U-R 关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω 的负载 $R _ { 0 }$ 替换电阻箱R,由图可知,当频率为 1000 Hz 时, $R _ { 0 }$ 两端的电压为\_\_\_\_\_\_\_mV;当频率为50 Hz 时,为保持 $R _ { 0 }$ 两端的电压不变,需要将 $R _ { 0 }$ 与一个阻值为\_\_\_\_\_\_\_Ω 的电阻串联。(均保留3位有效数字)

参考答案

(1) 变大; (2) 12.6; (3) 272; (4) 7.94

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