题目内容

12.理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1,原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电压,副线圈接一个R=55Ω的负载电阻.电流表、电压表均为理想电表,则下述结论正确的是(  )
A.副线圈中电压表的读数为110V
B.副线圈中输出交流电的频率为0.02Hz
C.原线圈中电流表的读数为0.5A
D.原线圈中的输入功率为220W

分析 根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比即可求得结论.

解答 解:A、由瞬时值的表达式可知,原线圈的电压最大值为220$\sqrt{2}$V,所以原线圈的电压的有效值为220V,再根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压的有效值为110V,即为电压表的读数,所以A正确.
B、变压器不会改变电流的周期,电流的周期为T=$\frac{2π}{ω}=\frac{2π}{100π}=0.02s$,所以B错误.
C、副线圈的电流为$\frac{110}{55}$=2A,根据电流与匝数成反比可得,原线圈的电流大小为1A,所以C错误.
D、变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的功率为$P=\frac{{U}_{\;}^{2}}{R}=\frac{11{0}_{\;}^{2}}{55}=220W$,所以原线圈中的输入功率也为220W,所以D正确.
故选:AD

点评 掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系,最大值和有效值之间的关系即可解决本题.

练习册系列答案
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17.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否
等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:B.应将打点计时器接到电源的交流输出上;
C.不需测出重锤的质量;
D.先接通电源后释放悬挂纸带的夹子;
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=$\frac{{{s_2}-{s_1}}}{4}{f^2}$.
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是m.试用这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=m(g-$\frac{{{s_2}-{s_1}}}{4}{f^2}$).

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