题目内容

【题目】在图示电路中,理想变压器的原、副线圈匝数比为21,电阻R1R2R3R4的阻值均为。已知通过R4的电流i4=2sin100πtA,下列说法正确的是(  )

A.ab两端电压的频率可能为100Hz

B.ab两端电压的有效值为56V

C.ab两端电压保持不变,仪减小R2的阻值,则R1消耗的电功率减小

D.ab两端电压保持不变,仪减小R1的阻值,则R2两端电压增大

【答案】BD

【解析】

A.通过的电流,则角速度

频率为

变压器不会改变交流电的频率,故两端电压的频率为50Hz,故A错误;

B.通过的电流最大值为,则有效值为

根据并联电路的规律可知,通过的电流有效值为2A,副线圈的输出电流:

根据变流比可知,原线圈的输入电流

两端电压为

副线圈两端电压

根据变压比可知,原线圈的输入电压

两端电压

B正确;

C.若两端电压保持不变,仅减小的阻值,根据闭合电路欧姆定律可知,副线圈的输出电流增大,根据变流比可知,原线圈的输入电流增大,则消耗的电功率增大,故C错误;

D.若两端电压保持不变,仅减小的阻值,则原线圈输入电压增大,根据变压比可知,副线圈输出电压增大,则两端的电压增大,故D正确;

故选BD

练习册系列答案
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【题目】在电磁感应现象中,感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”,在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。

(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B,金属棒ab的长度为L,在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e,求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。

(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场,该电场为涡旋电场,其电场线是一系列同心圆,单个圆上的电场强度大小处处相等,如图乙所示。在某均匀变化的磁场中,将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点ab引出两根导线,与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来,如图丙所示。金属圆环的电阻为R0,圆环两端点ab间的距离可忽略不计,除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I,电子的电荷量为e,求∶

a.金属环中感应电动势E大小;

b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。

(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MNPQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MNPQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块,最初细绳处于伸直状态(细绳足够长)。闭合电键S后,杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线,因而产生感应电动势E',且E'同电路中的电流方向相反,称为反电动势,这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。

a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化,并求杆的最终速度vm

b.当电路中的电流为I时,请证明电源的电能转化为机械能的功率为

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