如图,理想变压器原、副线圈总匝数相同,滑动触头 P 1 初始位置在副线圈正中间,输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻 R 1 的阻值为 R ,滑动变阻器 R 2 的最大阻值为 9 R ,滑片 P 2 初始位置在最右端。理想电压表 V 的示数为 U ,理想电流表 A 的示数为 I 。下列说法正确的是( )
A .保持 P 1 位置不变, P 2 向左缓慢滑动的过程中, I 减小, U 不变
B .保持 P 1 位置不变, P 2 向左缓慢滑动的过程中, R 1 消耗的功率增大
C .保持 P 2 位置不变, P 1 向下缓慢滑动的过程中, I 减小, U 增大
D .保持 P 2 位置不变, P 1 向下缓慢滑动的过程中, R 1 消耗的功率减小
B
【详解】 AB .由题意可知,原副线圈的匝数比为 ,则副线圈的电流为 ,根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为
则变压器原线圈的电压有效值为
设输入交流电的电压有效值为 ,则
可得
保持 位置不变, 向左缓慢滑动的过程中, 不断变大,根据欧姆定律
可知变压器原线圈的电压有效值变大,输入电压有效值不变,则 两端的电压不断变小,则电压表示数 变小,原线圈的电压电流都变大,则功率变大,根据原副线圈的功率相等,可知 消耗的功率增大,故 B 正确, A 错误;
CD .设原副线圈的匝数比为 ,同理可得
则
整理可得
保持 位置不变, 向下缓慢滑动的过程中, 不断变大,则 变小,对 由欧姆定律可知
可知 不断变小,根据原副线圈的功率相等可知 消耗的功率
整理可得
可知 时, 消耗的功率有最大值,可知 消耗的功率先增大,后减小,故 CD 错误。
故选 B 。
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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