某单位应急供电系统配有一小型发电机,该发电机内的矩形线圈面积为 S=0.2m 2 、匝数为 N=100 匝、电阻为 r=5.0Ω ,线圈所处的空间是磁感应强度为 B= T 的匀强磁场,发电机正常供电时线圈的转速为 n= r/min .如图所示是配电原理示意图,理想变压器原副线圈的匝数比为 5 ︰ 2 , R 1 =5.0Ω 、 R 2 =5.2Ω ,电压表电流表均为理想电表,系统正常运作时电流表的示数为 I=10A ,则下列说法中正确的是
A . 交流电压表的示数为 720V
B . 灯泡的工作电压为 272V
C . 变压器输出的总功率为 2720W
D . 若负载电路的灯泡增多,发电机的输出功率会增大
CD
【分析】
( 1 )根据 求出电动势的有效值
( 2 )根据闭合回路欧姆定律求出原线圈的电压
( 3 )利用 及 求出副线圈的电压
( 4 )根据电路结构求电动机的输出功率
【详解】
A 、根据题意电流表的示数为 10A ,根据 解得原线圈的电流为 4A ,线圈在磁场中产生电动势的有效值为 ,
则电压表的读数为 ,故 A 错;
BC 、原线圈的电压为 根据 可以求出副线圈上的电压为 ,所以副线圈上的功率为
此时灯泡上的电压为 故 B 错; C 对
D 、把发电机外的所有用电器等效为一个电阻为 R 的电阻,根据题意可知 ,若负载电路的灯泡增多,则等效电阻 R 减小,根据电源输出功率与电阻之间关系的函数图像可知,此时发电机的输出功率会增大,故 D 对;
故选 CD
【点睛】
此题比较复杂,对于原线圈中有用电器的变压器问题来说,一般做题的方向是利用前后功率相等来求解的.
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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