选择题6.0分
物理

18.如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2=10∶1,原线圈输入的交流电压如图乙所示,副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、工作时内阻为2 Ω的电动机.闭合开关,电动机正常工作,电流表示数这1A.则

A

副线圈两端电压为22 V

B

电动机输出的机械功率为12W

C

通过电动机的交流电频率为50Hz

D

突然卡住电动机,原线圈输入功率变小

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

由图象可知,电压的最大值为Um=311V,交流电的周期为T=2×10-2s,所以交流电的频率为     f ==50Hz。A选项,交流电的有效值为U=220V,根据电压与匝数程正比UU′=n1n2=10:1,可知副线圈的电压为U′=22V,故A错误。B选项,电动机的总功率P=IU=12V×1A=12W,由于电动机存在一定内阻,故电动机的总功率P总功率=P热功率+P机械功率P机械功率<12W,故B错误。C选项,变压器不会改变电流的频率,所以副线圈输出电压的频率为f=50Hz,故C正确。D选项,变压器副线圈的电压U′由原线圈电压U决定,原线圈电压不变,副线圈电压也不变,当电动机被卡住时,作用在电动机内阻上的电压急剧增大,副线圈电流I′增大,原线圈电流I同样增大,故原线圈的输入功率P=IU增大,故D错误

考查方向

1、理想变压器中原副线圈中电压、电流与匝数的关系:U1:U2=n1:n2,I1:I2=n2:n1。2、考查电动机总功率、机械功率、热功率之间的关系:P总功率=P热功率+P机械功率。3、考查电动机卡住后电流的变化。

解题思路

1、根据原线圈交变电流的图像得出交变电流的最大值、有效值、周期、频率等物理量。2、根据理想变压器原副线圈电压、电流的关系:U1U2=n1n2I1I2=n2n1,计算副线圈的电流、电压。3、根据电动机的总功率、机械功率、热功率之间的关系:P总功率=P热功率+P机械功率,就算机械功率。4、根据电动机卡住后电流增大,得出原线圈电流增大,原线圈输入功率相应增大。

易错点

1、电流表测交变电流的有效值,容易误认为是测最大值。2、不清楚电动机卡住后电流的变化。3、不清楚电动机的总功率、机械功率、热功率之间的关系。

知识点

功能关系 正弦式电流的峰值和有效值、平均值 变压器的构造和原理