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18.如圖所示,理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數比n1:n2=2:1,交流電源電壓u1=311sin100πtV,F是熔斷電流為I0=1.0A的保險絲,負載為一可變電阻.
(1)當電阻R=100Ω時,保險絲能否被熔斷?
(2)要使保險絲不被熔斷,電阻R的阻值應不小于多少?變壓器輸出的電功率不能超過多少?

分析 根據電壓之比等于線圈匝數比求出副線圈電壓,當可變電阻R的阻值變大時,電流變小,副線圈功率變小,則原線圈功率也變小,根據原線圈電路中電流的最大值求出副線圈電流最大值,進而求出可變電阻R的最小值,可變電阻的耗電功率是變化的.

解答 解:(1)根據電壓與匝數成正比知副線圈的電壓:${U}_{2}^{\;}$=$\frac{1}{2}$×220=110V
當電阻R=100Ω時,副線圈中電流:${I}_{2}^{\;}$=$\frac{110}{100}$=1.1A
由輸入功率等于輸出功率知原線圈電流:${I}_{1}^{\;}=\frac{{U}_{2}^{\;}}{{U}_{1}^{\;}}{I}_{2}^{\;}=\frac{110}{220}×1.1$=0.55A<1A
故保險絲不會熔斷.
(2)設電阻R為r時,原線圈中電流剛好達到熔斷電流,即I1=1A
副線圈知電流:${I}_{2}^{\;}=\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}{I}_{1}^{\;}$=2A
r=$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{I}_{2}^{\;}}$=55Ω
此時輸出功率:P2=U2I2=110×2=220W
答:(1)當電阻R=100Ω時,保險絲不能被熔斷;
(2)要使保險絲不被熔斷,電阻R的阻值應不小于55歐姆,變壓器輸出的電功率不能超過220W.

點評 本題考查了變壓器的變壓原理,知道電壓、電流與匝數的關系,結合輸入功率等于輸出功率即可求解.

練習冊系列答案
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A.E1=E2>E0
B.E1=E2=E0
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