题目内容
17.如图所示电路中,左边输入正弦交流电,变压器原副线圈匝数之比为n1:n2=2:1,各电阻及灯泡阻值分别为R0=4Ω,R1=3Ω,RL=8Ω,开关闭合前电流表示数为1A,开关闭合后电流表示数为2A,且电动机刚好正常工作,其内阻r=0.4Ω,则( )A. | 开关闭合后,灯泡变亮 | B. | 交流电源电压最大值为Um=24$\sqrt{2}$V | ||
C. | 电动机规格为“4V,6W” | D. | 电动机效率为80% |
分析 根据变压器电压之比等于匝数之比,电流之比等于匝数的反比;输入功率等于输出功率进行分析即可求解.
解答 解:B、开关S断开时,电流表示数为1A
根据电流与匝数成反比,得原线圈电流${I}_{1}^{\;}=\frac{1}{2}{I}_{2}^{\;}=\frac{1}{2}×1=\frac{1}{2}A$
副线圈两端的电压为${U}_{2}^{\;}={I}_{2}^{\;}({R}_{1}^{\;}+{R}_{L}^{\;})=1×(3+8)=11V$
根据电压与匝数成正比,得原线圈两端的电压${U}_{1}^{\;}=2{U}_{2}^{\;}=2×11V=22V$
电阻${R}_{0}^{\;}$两端的电压${U}_{R0}^{\;}={I}_{1}^{\;}{R}_{0}^{\;}=\frac{1}{2}×4=2V$
交流电源的电压$U={U}_{R0}^{\;}+{U}_{1}^{\;}=2+22=24V$
所以交流电源电压的最大值为$24\sqrt{2}V$,故B正确;
A、开关闭合后,电流表读数为2A,根据电流与匝数成反比,有原线圈电流${I}_{1}^{′}=\frac{1}{2}{I}_{2}^{′}=\frac{1}{2}×2=1A$
电阻${R}_{0}^{\;}$两端的电压${U}_{R0}^{\;}={I}_{1}^{′}{R}_{0}^{\;}=1×4=4V$
原线圈两端的电压${U}_{1}^{′}=U-{U}_{R0}^{\;}=24-4=20V$
副线圈两端的电压${U}_{2}^{′}=\frac{1}{2}{U}_{1}^{′}=\frac{1}{2}×20=10V$
电阻${R}_{1}^{\;}$两端的电压${U}_{R1}^{\;}={I}_{2}^{′}{R}_{1}^{\;}=2×3=6V$
开关闭合后,灯泡两端的电压${U}_{L}^{′}={U}_{2}^{′}-{U}_{R1}^{\;}=10-6=4V$
S断开时,灯泡两端的电压${U}_{L}^{\;}={I}_{2}^{\;}{R}_{L}^{\;}=1×8=8V$
所以开关闭合后,灯泡变暗,故A错误;
C、开关闭合后,通过灯泡的电流${I}_{L}^{′}=\frac{{U}_{L}^{′}}{{R}_{L}^{\;}}=\frac{4}{8}A=\frac{1}{2}A$
通过电动机电流${I}_{M}^{\;}={I}_{2}^{′}-{I}_{L}^{′}=2-\frac{1}{2}=\frac{3}{2}A$
电动机正常工作,电动机的额定电流$P=U{I}_{M}^{\;}=4×\frac{3}{2}W=6W$
所以电动机的规格为“4V,6W”,故C正确;
D、电动机内阻消耗的功率${P}_{r}^{\;}={I}_{M}^{2}r=(\frac{3}{2})_{\;}^{2}×0.4=0.9W$
电动机的输出功率${P}_{出}^{\;}=6-0.9=5.1W$
电动机的效率η=$\frac{{P}_{出}^{\;}}{P}=\frac{5.1}{6}×100%=85%$,故D错误;
故选:BC
点评 本题考查变压器原理,要注意明确输出电压由输入电压决定;输出功率决定了输入功率.
A. | 波长为1.0m | B. | 波长为2.0m | C. | 振幅为10.0cm | D. | 振幅为20.0cm |
A. | 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内的分子数及温度有关 | |
B. | 布朗运动是液体分子的运动,它说明液体分子不停地做无规则热运动 | |
C. | 当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小 | |
D. | 如果气体分子总数不变,当气体温度升高时,气体分子的平均动能一定增大,压强也必然增大 | |
E. | 能量消耗反映了与热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性 |