(6 分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻 R _…——2016 高考物理第 3 题答案解析

2016_新课标I卷

2016 全国 第 3 题 解答题 区分题
2016_新课标I卷

3.(6 分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻 $\mathsf { R } _ { 1 }$ , ${ \sf R } _ { 2 }$ 和 ${ \sf R } _ { 3 }$ 的阻值分别为3Ω,1Ω,4Ω,A 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为(  )

A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
参考答案

B

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这道题真正考什么?

关键能力
电磁学
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【考点】E8:变压器的构造和原理

【专题】31:定性思想;43:推理法;53A:交流电专题

【分析】变压器输入电压为 U 与电阻 ${ \sf R } _ { 1 }$ 两端电压的差值;再根据电流之比等于匝数的反比可求得输出电流;根据电压之比等于匝数之比对两种情况列式,联立可求得U与I的关系;则可求得线圈匝数之比。

【解答】解:设变压器原、副线圈匝数之比为k,则可知,开关断开时,副线圈电流为 $\frac { 1 } { \mathrm { k } } |$ ;

则根据理想变压器原理可知: $\frac { \operatorname { U } - \operatorname { I } \mathbb { R } _ { 1 } } { \operatorname { K I } \left( \mathbb { R } _ { 2 } + \mathbb { R } _ { 3 } \right) } { = } \mathbf { k }$ (1)

同理可知, $\frac { \mathbb { I } - 4 \mathbb { I } \mathbb { R } _ { 1 } } { 4 \mathbb { K } \mathbb { I } \mathbb { R } _ { 2 } } { = } \mathbf { k }$ (2)

代入数据联立解得:U=48I;

代入(1)式可得:

k=3; 故 B 正确,ACD 错误;

故选:B。

【点评】本题考查理想变压器原理及应用,要注意明确电路结构,知道开关通断时电路的连接方式;同时注意明确输入电压与总电压之间的关系。

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