Question

9．如圖所示，手搖發(fā)電機產(chǎn)生正弦交流電，經(jīng)理想變壓器給燈泡L供電．當線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，額定電壓為U的燈泡正常發(fā)光．已知發(fā)電機線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時的電阻為R，其它電阻不計，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為n：1．則（　�。�

• A． 電壓表的讀數(shù)為$\frac{U}{n}$
• B． 原線圈中的電流為$\frac{U}{nR}$
• C． 從中性面開始計時，原線圈輸入電壓瞬時值的表達式為u=$\sqrt{2}$nUsinωt
• D． 發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢有效值為$\frac{{{n^2}R+r}}{{\sqrt{2}nR}}U$

Answer 1

分析 利用原副線圈電流與匝數(shù)成反比，計算出原線圈的電流，再利用閉合電路歐姆定律計算發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢的有效值，再求出電動勢最大值；
求出原線圈電壓最大值，寫出瞬時值表達式．

解答 解：A、根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律$\frac{{U}_{V}^{\;}}{U}=\frac{n}{1}$，得${U}_{V}^{\;}=nU$，電壓表的讀數(shù)為nU，故A錯誤；
B、燈泡的額定電流${I}_{2}^{\;}=\frac{U}{R}$，根據(jù)變流比規(guī)律有$\frac{{I}_{1}^{\;}}{{I}_{2}^{\;}}=\frac{1}{n}$，得${I}_{1}^{\;}=\frac{{I}_{2}^{\;}}{n}=\frac{U}{nR}$，即原線圈中電流為$\frac{U}{nR}$，故B正確；
C、原線圈輸入電壓的最大值$\sqrt{2}nU$，從中性面開始計時，原線圈輸入電壓的瞬時值表達式$u={U}_{m}^{\;}sinωt=\sqrt{2}nUsinωt$，故C正確；
D、發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的交變電動勢有效值${E}_{1}^{\;}$，根據(jù)閉合電路歐姆定律${E}_{1}^{\;}=nU+{I}_{1}^{\;}r$=$\frac{{n}_{\;}^{2}R+r}{nR}U$，故D錯誤；
故選：BC

點評 本題結(jié)合交流發(fā)電機考查變壓器的原理，特別注意原副線圈電壓、電流與匝數(shù)比之間的關(guān)系