人教版高中物理选修2-1变压器·典型例题解析

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变压器·典型例题解析

【例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变[ ]

A．I R不变、I C增大、I L减小

B．I R增大、I C增大、I L减小

C．I R增大、I C增大、I L不变

D．I R不变、I C增大、I L不变

解答：应选C．

点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关．

【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A．

解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)；

因理想变压器的初、次级功率相等，

所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A)

即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A．

点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系．

【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？

点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器．

参考答案

甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流．

【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比．

点拨：关键是初、次级功率始终相等．

参考答案：1∶3．

跟踪反馈

1．如图18－20所示，一平行板电容器与一个灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪种情况可使灯泡变暗[ ]

A．在电容器两极间插入电介质

B．将电容器两板间的距离增大

C．错开电容器两极的正对面积

D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板)

2．关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是[ ]

A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的

B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过

C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过

D．高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大

3．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝，并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中 [ ]

A．电流频率之比为2∶1

B．功率之比为2∶1

C．电流之比为2∶1

D．电压之比为2∶1

4．如图18－21用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率P变化情况是：

V1________，V2________，A1________，A2________，P________．

参考答案

1．B、C，2．A、B、C，3．D，4．不变、不变、变小、变小、变小