如图所示,理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2,在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。
(1)若,求原副线圈两端的电压比;
(2)若,,求原线圈两端的电压;
(3)若,则为多大时,副线圈两端能获得最大电压,最大电压为多少。
(1)若,求原副线圈两端的电压比;
(2)若,,求原线圈两端的电压;
(3)若,则为多大时,副线圈两端能获得最大电压,最大电压为多少。
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更新时间:2022-12-17 17:57:07
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较难
(0.4)
【推荐1】图甲所示的电磁炉可视为一个变压器,炉盘相当于原线圈,锅体既是副线圈又是负载,通过电磁感应产生涡流来加热食物。锅体感应的电动势与原线圈电压的比值称作耦合系数,设为n。电磁炉工作原理可简化为图乙,电源的频率、有效值恒定,电压为U,炉盘中配有定值电阻,阻值为,锅体回路中的电阻相当于负载。
(1)若通过定值电阻的电流为I,求锅体中感应电动势的有效值;
(2)若锅体等效电阻为R,求流过定值电阻的电流;
(3)更换不同锅体,相当于调节负载电阻,设耦合系数n都不变,求锅体等效电阻为多大时加热食物的功率最大。
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【推荐2】如图所示匝数n=60的线圈绕在变压器的闭合铁芯上,通过A、B两端在线圈内通有随时间变化的电流.有两个互相连接的金属环,细环的电阻是粗环的3倍,将细环套在铁芯的另一端.已知某一时刻细环和粗环的连接处CD间的电压U=0.2V,并知道粗环的电阻R=1.0Ω,求
(1)此时刻线圈AB的感应电动势.(CD间距很小;可认为磁感线都集中在铁芯内)
(2)变压器的线圈是由金属线绕制成的,若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏.现对粗细均匀的电阻线通以直流电的情况进行讨论:设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系: ,其中c表示物体的比热,m为物体的质量,表示升高的温度,k为大于1的常数.请你选择一些物理量,通过论述和计算证明“为避免升温过快,若电流越大,电阻线应该越粗”.(说明自己所设物理量的含义)
(3)下面请根据以下微观模型来研究焦耳热,设有一段横截面积为S,长为l的直导线,单位体积内自由电子数为n,每个电子电量为e,质量为m.在导线两端加电压U时,电子定向运动,在运动过程中与金属离子碰撞,将动能全部传递给离子,就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能.“金属经典电子论”认为,电子定向运动是一段一段加速运动的接替,各段加速都是从定向速度为零开始.根据统计理论知,若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t,一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为,请利用以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P.
(1)此时刻线圈AB的感应电动势.(CD间距很小;可认为磁感线都集中在铁芯内)
(2)变压器的线圈是由金属线绕制成的,若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏.现对粗细均匀的电阻线通以直流电的情况进行讨论:设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系: ,其中c表示物体的比热,m为物体的质量,表示升高的温度,k为大于1的常数.请你选择一些物理量,通过论述和计算证明“为避免升温过快,若电流越大,电阻线应该越粗”.(说明自己所设物理量的含义)
(3)下面请根据以下微观模型来研究焦耳热,设有一段横截面积为S,长为l的直导线,单位体积内自由电子数为n,每个电子电量为e,质量为m.在导线两端加电压U时,电子定向运动,在运动过程中与金属离子碰撞,将动能全部传递给离子,就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能.“金属经典电子论”认为,电子定向运动是一段一段加速运动的接替,各段加速都是从定向速度为零开始.根据统计理论知,若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t,一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为,请利用以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P.
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【推荐1】某个小型水电站发电机的输出功率为,发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的双线总电阻为,在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率(即用户得到的功率与发电机发出的功率之比)达到96%,也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW,用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算:
(1)升压变压器输入的电流为多少?输电线上通过的电流是多少?
(2)从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端,输电线损失的电压为多少?
(3)两个变压器的匝数比各应等于多少?
(1)升压变压器输入的电流为多少?输电线上通过的电流是多少?
(2)从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端,输电线损失的电压为多少?
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【推荐2】某同学想用220V交变电流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交变电流变直流的整流器。但是这个整流器需要用6V的交变电流电源。于是他又添置了一个的变压器,如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头,且a、d引线比b、c引线粗。他不知道如何接法,也没有相应的说明书。
(1)请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么?
(2)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系,他又取匝数匝和匝的一个变压器重新接入电源。测量结果记录如表所示,则接电源的是端还是端?为什么?
(1)请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么?
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名校
【推荐3】某发电机输电电路的简图如图所示,发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中,线框面积为S=0.25m2,匝数为100匝,电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100πrad/s匀速转动,并与升压变压器的原线圈相连,升压变压器原、副线圈的匝数之比1:20 ,降压变压器的副线圈接入若干“220V,100W”的灯泡,两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω,变压器均为理想变压器.当发电机输出功率为时,灯泡正常发光.求:
(1)电压表读数;
(2)输电线上损失的功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数之比.
(1)电压表读数;
(2)输电线上损失的功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数之比.
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