2.如圖所示理想變壓器輸入端接在電動勢隨時間變化,內(nèi)阻為r的交流電源上,輸出端接理想電流表及阻值為R的負載,如果要求負載上消耗的電功率最大,則下列說法正確的是( 。
A.該交流電源的電動勢的瞬時值表達式為e=Emsin(100πt)
B.變壓器原副線圈匝數(shù)的比值為$\sqrt{\frac{r}{R}}$
C.電流表的讀數(shù)為$\frac{E_m}{{2\sqrt{2Rr}}}$
D.負載上消耗的熱功率$\frac{E_m^2}{4r}$

分析 由圖可讀出最大值,周期,求得?,得出表達式,將變壓器和電阻等效為外電阻,則可根據(jù)電源輸出功率最大值的條件可明確輸出電壓及最大功率;再由功率公式可明確變壓器副線圈輸出的電壓;從而求出線圈匝數(shù);

解答 解:A、周期$T=4×1{0}_{\;}^{-2}s$,角速度$ω=\frac{2π}{T}=\frac{2π}{4×1{0}_{\;}^{-2}}rad/s=50πrad/s$,所以該交流電源的電動勢的瞬時值表達式為$e={E}_{m}^{\;}sin(50πt)$,故A錯誤;
B、設(shè)原副線圈中的匝數(shù)分別為${n}_{1}^{\;}$和${n}_{2}^{\;}$,電流分別為${I}_{1}^{\;}$和${I}_{2}^{\;}$,電壓分別為${U}_{1}^{\;}$和${U}_{2}^{\;}$,則${U}_{1}^{\;}=E-{I}_{1}^{\;}r$,電阻R消耗的功率$P={U}_{2}^{\;}{I}_{2}^{\;}={U}_{1}^{\;}{I}_{1}^{\;}$,即$P=(E-{I}_{1}^{\;}r){I}_{1}^{\;}=-{I}_{1}^{2}r-E{I}_{1}^{\;}$
可見${I}_{1}^{\;}=\frac{E}{2r}$時,P有最大值,${P}_{max}^{\;}=\frac{{E}_{\;}^{2}}{4r}$,此時${U}_{1}^{\;}=E-{I}_{1}^{\;}r=\frac{E}{2}$,則${U}_{2}^{\;}=\sqrt{PR}=\frac{E}{2}\sqrt{\frac{R}{r}}$,所以$\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}=\frac{{U}_{1}^{\;}}{{U}_{2}^{\;}}=\sqrt{\frac{r}{R}}$,故B正確;
C、電流表的讀數(shù)為有副線圈電流的有效值:原線圈電流有效值為I1=$\frac{{E}_{m}^{\;}}{\sqrt{2}•2r}$,則:${I}_{2}^{\;}=\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}{I}_{1}^{\;}=\sqrt{\frac{r}{R}}{I}_{1}^{\;}=\frac{{E}_{m}^{\;}}{2\sqrt{2Rr}}$,故C正確;
D、負載上消耗的功率${P}_{max}^{\;}=\frac{{E}_{\;}^{2}}{4r}=\frac{(\frac{{E}_{m}^{\;}}{\sqrt{2}})_{\;}^{2}}{4r}=\frac{{E}_{m}^{2}}{8r}$,故D錯誤;
故選:BC

點評 本題考查變壓器原理及電源的輸出功率,要注意明確變壓器可與電阻結(jié)合在一起進行分析,從而根據(jù)電源輸出功率最大值問題解答問題

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.一物體在外力作用下沿直線做勻加速運動,從某時刻開始計時,測得該物體在第1s內(nèi)的位移為2.0m,第5s內(nèi)和第6s內(nèi)的位移之和為9.4m,則物體在第1s內(nèi)的平均速度為2.0m/s,該物體的加速度大0.6m/s2,該物體在第6s末的速度為5.3m/s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖所示,某工件由三棱柱和$\frac{1}{4}$圓柱兩個相同透明玻璃材料組成,其截面如圖該玻璃材料的折射率為n=$\sqrt{2}$,ABC為直角三角形,∠ABC=30°,CDE為$\frac{1}{4}$圓,半徑為R,CE貼緊AC,一束單色平行光沿著截面從AB邊射入工件后垂直CE進入$\frac{1}{4}$圓;
(1)求該平行光進入AB界面時的入射角θ.
(2)若要使到達CD面的光線都能從CD面直接折射出來,該$\frac{1}{4}$圓至少要沿AC方向向上移動多大距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.下列物體或人,可以視為質(zhì)點的是(  )
A.研究跳水世界冠軍郭晶晶在跳水比賽中的空中姿態(tài)
B.研究奧運冠軍王軍霞在萬米長跑中起跑、途中跑、最后沖剌等各階段的運動快慢
C.研究一學(xué)生騎自行車從家里到學(xué)校所用的時間
D.研究我國科學(xué)考察船去南極途中所經(jīng)過的路徑

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.某同學(xué)在實驗室里想測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻,請完成下面幾個問題:

(1)現(xiàn)在有如圖1中的甲、乙兩個實驗電路圖,則此同學(xué)應(yīng)該選定乙實驗電路圖.
(2)實驗中需要變阻器,現(xiàn)在有兩個滑動變阻器可供選擇R1=10Ω,R2=1000Ω,則此同學(xué)應(yīng)該選擇變阻器R1(填“R1”或“R2”).
(3)實驗結(jié)束,此同學(xué)根據(jù)測定的數(shù)據(jù)做出了右邊的U-I圖象,則實驗中待測電池的電動勢E=1.6V,電池的內(nèi)阻r=0.5Ω.
(4)若將此電池和一個阻值為R=3.5Ω的定值電阻串聯(lián)在一起,則電池的輸出功率為0.56W.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.在光滑絕緣水平面上,一條繃緊的輕繩拉著一個帶電小球繞軸O在勻強磁場中作逆時針方向勻速圓周運動,磁場方向豎直向下,其俯視圖如圖所示.若小球運動到A點時,繩子忽然斷開.關(guān)于小球在繩斷開后可能的運動情況,下列說法中正確的是(  )
A.小球仍作逆時針勻速圓周運動,半徑不變
B.小球作順時針勻速圓周運動,半徑不變
C.小球仍作逆時針勻速圓周運動,但半徑減小
D.小球作順時針勻速圓周運動,半徑減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

14.某同學(xué)為了測量一電源的電動勢和內(nèi)阻,現(xiàn)有如下器材:
①待測電源:電動勢約為9V,內(nèi)阻較。
②電壓表量程為3V,內(nèi)阻忽略;
③電阻箱R(阻值范圍0:99.8Ω);
④定值電阻R0有三種規(guī)格:A.10Ω   B.100Ω    C.1000Ω
⑤開關(guān).導(dǎo)線若干;
由于所用電壓表的 量程較小,該同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路.
(1)電路中的定值電阻R0應(yīng)該選擇A(填題目中所給的代號)
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),以R為縱軸,以$\frac{1}{U}$為橫軸作出圖象是一條直線,若直線的斜率為k,在縱軸上的截距絕對值為b,在該電源的電動勢E=$\frac{K}{{R}_{0}}$,內(nèi)阻r=b-R0(用k.b和R0表示).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.照相機曝光時間為1.0×10-2s,實驗者從一磚墻前的高處使一個石子自由落下,拍攝石子在空中的照片如圖所示,由于石子的運動,它在照片上留下了一條模糊的徑跡.已知每塊磚的平均厚度為5.5cm,重力加速度g=10m/s2,估算石子從起點下落至A點的距離最接近( 。
A.3mB.4mC.5mD.6m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,A,B是豎直面內(nèi)相隔一定距離的兩點,B點在A點的右下方,一質(zhì)量為m的小球從A點以初速度v0水平拋出,經(jīng)一定時間恰好到達B點,若在小球水平拋出的同時對小球施加一個豎直向下的恒力F,小球也恰好能到達B點,不計空氣阻力,重力加速度為g,則小球的初速度應(yīng)調(diào)為( 。
A.$\sqrt{\frac{mg-F}{mg}}$v0B.$\sqrt{\frac{mg+F}{mg}}$v0C.$\sqrt{\frac{mg}{mg+F}}$v0D.$\sqrt{\frac{mg}{F}}$v0

查看答案和解析>>

同步練習冊答案