Question

8．圖甲是一理想變壓器的電路連接圖，圖乙是原線圈兩端所加電壓隨時間變化的關系圖象，已知原、副線圈的匝數比為10：1，兩個相同的燈泡L₁和L₂的電絲的電阻值均為R=40Ω，圖中電壓表和電流表均為理想電表．試求：
（1）開關S閉合時，變壓器的輸入功率和電流表 的示數．
（2）閉合S開關，待電路穩定后，再將開關S斷開，定性分析電路中三只電表的示數變化情況．

Answer 1

分析 （1）根據圖乙得到輸入電壓的最大值，求解出有效值，由變壓比求出輸出電壓，根據P=U₂I₂求解輸出功率，再得到輸入功率；
（2）根據動態分析法分析各電表示數的變化．

解答 解：（1）由圖乙可知輸入電壓的有效值U₁=200V　
由$\frac{{U}_{1}^{\;}}{{U}_{2}^{\;}}=\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}$，得U₂═20V　
開關S閉合時，兩燈泡的并聯電阻R_并═20Ω　
電流表${A}_{2}^{\;}$的示數I₂═1A　
變壓器的輸入功率P₁等于輸出功率P₂
故P₁=P₂=U₂I₂=20×1W=20W．　
（2）將開關S斷開后，U₂不變，即電壓表的示數保持不變　
由于負載減少，負載總電阻增大，電流表 ${A}_{2}^{\;}$的示數減小；　
副線圈的輸出功率減小，原線圈的輸入功率隨之減小，電流表${A}_{1}^{\;}$的示數減小．
答：（1）開關S閉合時，變壓器的輸入功率20W和電流表${A}_{2}^{\;}$ 的示數1A
（2）閉合S開關，待電路穩定后，再將開關S斷開，定性分析電路中三只電表的示數變化情況：電壓表的示數保持不變，電流表${A}_{1}^{\;}、{A}_{2}^{\;}$的示數減小．

點評 本題主要考查變壓器的知識，要能對變壓器的最大值、有效值、瞬時值以及變壓器變壓原理、功率等問題徹底理解．