《线圈存在电阻时的变压器》线圈存在电阻时的变压器 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《线圈存在电阻时的变压器》线圈存在电阻时的变压器

1单选题

如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n$_1$：n$_2$=2：1，原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R．当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升．若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为(　　)

A
4IR
B
$\frac {mgv}{I}$
C
4IR+$\frac {mgv}{I}$
D
$\frac {1}{4}$IR+$\frac {mgv}{I}$

题目答案

C

答案解析

分析：

输入功率等于输出功率，电流与匝数成反比，结合功率公式即可求解．

解答：

解：理想变压器的原副线圈的匝数比n$_1$：n$_2$=2：1，

电流表读数为I，电流与匝数成反比，副线圈的电流为2I，

输入功率等于副线圈消耗的功率：P=(2I)_R+mgv=UI，

所以电压表的读数U=4IR+$\frac {mgv}{I}$．

故选：C．

点评：

本题考查了变压器的输入功率等于输出功率，电流与匝数成反比等知识．

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2单选题

如图所示，理想变压器的原线圈接正弦交变电流，在原副线圈的回路中分别接有额定电压为U、额定功率为P的灯泡L和电动机M，电动机线圈电阻为R．原、副线圈的匝数比为2：1．当输入端接通电源后，灯泡L正常发光，且电动机正好带动一个质量为m的重物以速度v匀速上升．若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为(　　)

A
$\frac {mgvU}{P}$+$\frac {4PR}{U}$
B
$\frac {mgvU}{P}$+$\frac {PR}{4U}$
C
$\frac {4PR}{U}$
D
$\frac {mgvU}{P}$+$\frac {4PR}{U}$+U

题目答案

D

答案解析

分析：

理想变压器原副线圈电流与匝数成反比求出副线圈中的电流，而副线圈与电动机相连，则电动机的输出功率与电动机线圈的内阻消耗的功率之和为副线圈的输出率，求出副线圈的输出电压．再由电压与匝数成正比求出原线圈两端的电压，电压表示数等于灯泡两端的电压和原线圈两端的电压．

解答：

解：原线圈中的电流$_1$=$\frac {P}{U}$

根据变流比规律知$\frac {$_1$}{$_2$}$=$\frac {$_2$}{$_1$}$=$\frac {1}{2}$

得$_2$=2$_1$=2$\frac {P}{U}$

对电动机，根据能量守恒：$_2$$_2$=$_2$R+mgv

解得：$_2$=$\frac {mgvU}{2P}$+$\frac {2PR}{U}$

变压器原线圈两端的电压为$_1$，根据变压比规律$\frac {$_1$}{$_2$}$=$\frac {$_1$}{$_2$}$

解得：$_1$=$\frac {mgvU}{P}$+$\frac {4PR}{U}$

电压表的读数为_V=$_1$+U=$\frac {mgvU}{2P}$+$\frac {4PR}{U}$+U

故选：D

点评：

电动机内有线圈则属于非纯电阻电路，所以电动机的输入功率等于电动机的线圈消耗功率与电动机的输出功率之和．

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3多选题

(多选)如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n：1，原线圈接正弦交流电，电压为U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是(　　)

A
原线圈中的电流的有效值为nI
B
电动机消耗的功率为I_R
C
变压器的输入功率为$\frac {UI}{n}$
D
物体匀速上升的速度为$\frac {I(U-nIR)}{nmg}$

题目答案

CD

答案解析

分析：

理想变压器的输入功率与输出功率相等，而副线圈与电动机相连，则电动机的输出功率与电动机线圈的内阻之和为副线圈的输出功率

解答：

解：A、因为原副线圈的匝数比为n，且电流表读数为I，则由理想变压器的原副线圈的电流与匝数成反比得，原线圈的电流为$\frac {I}{n}$，故A错误；

B、I_R为电动机内阻消耗的功率，小于电动机消耗的功率，故B错误；

C、原线圈接电压u，由理想变压器的原副线圈的电压与匝数成正比得，电动机两端的电压U′=$\frac {U}{n}$，所以电动机消耗的电功率为P=$\frac {UI}{n}$，故C正确；

D、电动机消耗的功率为线圈内阻消耗的功率与输出功率之和，

输出功率P=$\frac {UI}{n}$-I_R=mgV

v=$\frac {I(U-nIR)}{nmg}$，故D正确；

故选：CD

点评：

电动机内有线圈则属于非纯电阻电路，所以电动机的输入功率等于电动机的线圈消耗功率与电动机的输出功率之和

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4单选题

如图所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L$_1$和L$_2$，输电线的等效电阻为R．开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法中正确的为(　　)

A
副线圈两端的输出电压减小
B
原线圈中的电流减小
C
变压器的输入功率增大
D
变压器的输入功率不变

题目答案

C

答案解析

分析：

输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．

解答：

解：A、变压器的输出电压由输入的电压和变压器的匝数比决定，由于输入电压和变压器的匝数比都不变，所以输出电压也不变，即副线圈两端的输出电压不变，所以A错误．

B、由于副线圈的输出电压不变，当S接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，原副线圈中的电流和匝数成反比，所以原线圈中电流增大，B错误．

C、由于副线圈的输出电压不变，副线圈输电流增大，所以输出功率增大，又输入功率等于输出功率，所以C正确．

D、由C知输入功率变大，所以D错误．

故选C．

点评：

和闭合电路中的动态分析类似，可以根据副线圈电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．

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