题目内容

9.如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝,副线圈匝数n2=100匝,将原线圈接在u=100$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交流电压上,副线圈接有阻值R=5Ω的定值电阻、理想电流表和理想电压表.现在A、B两点间接入不同的电子元件,下列说法正确的是(  )
A.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为1 Wb/s
B.若在A、B两点间接入一阻值R'=15Ω的定值电阻,则电压表示数为2.5 V
C.若在A、B两点间接入一内阻r=5Ω的电动机(正常工作),则电流表的示数为1 A
D.若在A、B两点间接入一只电容器,则降低交流电的频率时,电压表的示数减小

分析 然后根据法拉第电磁感应定律公式求解磁通量的最大变化率;根据电压与匝数成正比,求出副线圈两端的电压,AB间接定值电阻时根据欧姆定律求电流和电压;A、B间接电动机,欧姆定律不适用;AB间接电容器,电容器的容抗与频率成反比.

解答 解:A、根据法拉第电磁感应定律${E}_{1m}^{\;}={n}_{1}^{\;}(\frac{△Φ}{△t})_{m}^{\;}$,代入数据:$100\sqrt{2}=1000×(\frac{△Φ}{△t})_{m}^{\;}$,解得$(\frac{△Φ}{△t})_{m}^{\;}=\frac{\sqrt{2}}{10}Wb/s$,即穿过铁芯的磁通量的最大变化率为$\frac{\sqrt{2}}{10}Wb/s$,故A错误;
B、原线圈电压的有效值${U}_{1}^{\;}=\frac{100\sqrt{2}}{\sqrt{2}}V=100V$,根据电压与匝数成正比,得副线圈两端的电压${U}_{2}^{\;}=\frac{{n}_{2}^{\;}}{{n}_{1}^{\;}}{U}_{1}^{\;}=\frac{100}{1000}×100V=10V$,A、B两点间接入一阻值R'=15Ω的定值电阻,副线圈电流${I}_{2}^{\;}=\frac{{U}_{2}^{\;}}{R+R′}=\frac{10}{5+15}A=\frac{1}{2}A$,电压表示数等于电阻R两端的电压,$U=IR=\frac{1}{2}×5V=2.5V$,故B正确;
C、在A、B两点间接入一内阻r=5Ω的电动机(正常工作),欧姆定律不适用,电流表示数$I≠\frac{{U}_{2}^{\;}}{R+r}=\frac{10}{5+5}=1A$,即电流表示数不等于1A,故C错误;
D、在A、B间接入一只电容器,降低交流电的频率,容抗增大,副线圈电流减小,电阻R两端的电压减小,所以电压表的示数减小,故D正确;
故选:BD

点评 本题关键是明确变压器的输入和输出电压成正比,然后转化为恒定电路的动态分析问题,注意电容器的容抗与频率成反比,电感器的感抗与频率成正比.

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