如图所示,理想变压器原线圈接一正弦交流电源,副线圈的 c 端接一个二极管,假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻阻值无穷大。副线圈的 b 端为中心触头, ab、bc 间线圈匝数相等。定值电阻阻值为 r ,可变电阻的阻值为 R 可调,下列说法中正确的是 ( )
A . 若 R 恒定,当 K 分别接 b、c 时,电压表读数之比为 1:1
B . 若 R 恒定,当 K 分别接 b、c 时,电流表读数之比为 1:4
C . 若 R 恒定,当 K 分别接 b、c 时,变压器输出功率之比为 1:2
D . 当 K 接 b 时,若 R=r ,则可变电阻 R 消耗功率最大
CD
【解析】
设原线圈两端电压为 U 1 ,副线圈两端电压为 U 2 ,原线圈匝数为 n 1 ,副线圈总匝数为 n 2 ,当 K 接 B 时, 解得: U 2 = ;当 K 接到 C 时, ,则 U 2 ′= ,而因二极管的单向导电性,根据有效值得定义得: ,即电压表得示数为: U 2 ″= ,所以电压表读数之比为: ,故 A 错误;若 R 恒定,根据欧姆定律得,电流跟电压成正比,即当 K 分别接 b、c 时,电流表读数之比为 ,故 B 错误;若 R 恒定,根据 P= 得,当 K 分别接 b、c 时,变压器输出功率之比为 ,故 C 正确;当 K 接 b 时,把定值电阻阻值为 r 等效为副线圈得内阻,当内外电阻相等时,即 R=r 时,电源输出功率最大,即可变电阻 R 消耗功率最大,故 D 正确;故选 CD。
点睛:考查变压器的电压与匝数的关系,掌握闭合电路欧姆定律的应用,理解二极管单向导电性,注意原副线圈的功率相等,是解题的关键。
变压器:
构造 | |
原线圈:接在电源上的线圈 副线圈:连接负载的线圈 铁芯:硅钢叠合成的闭合框架,能增强磁场和集中磁感线 | |
工作原理 | 原线圈输入交变电流→铁芯中产生变化磁场→ 通过副线圈磁通量变化→副线圈上产生感应电动势→对负载供电 |
备注 | ①互感现象是变压器的工作基础,其实质是电磁感应现象。 ②若在原线圈上加交流电压,副线圈上空载(开路),则副线圈上存在感应电动势。 ③变压器改变电压的作用只适用于交变电流,不适用于恒定电流。 ④其能量转化的过程为: |
变压器与分压器的比较:
常见变压器:
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