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图a中理想变压器的原线圈两端接一电压为U1=200V的正弦交变电源;副线圈上并联两个规格相同小灯泡A和B,灯泡电阻均为R=10Ω..现测得副线圈输出电压u2随时间t的变化关系如图b所示.开始开关S处于断开状态,此时灯泡A恰好正常发光,且
2
≈1.414.求:
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(1)输出电压u2的频率,并写出输出电压u2的表达式
(2)原、副线圈的匝数n1、n2之比
(3)闭合开关S后,灯泡B能否正常发光,并求此时原线圈的输入功率.
分析:根据电压与匝数程正比,电流与匝数成反比,变压器的输入功率和输出功率相等,逐项分析即可得出结论.
解答:解:(1)由图象知交流电的周期为0.02A,所以频率为50Hz,最大值为28.28V,角速度ω=
T
=
0.02
=100π

输出电压的表达式应为u2=28.28sin100πt;
(2)由图象知副线圈电压的有效值为20V,根据电压与匝数成正比知n1:n2=200:20=10:1
(3)闭合开关S后,副线圈两端的电压不变,灯泡是并联,故能够正常发光,输出功率
P2=PA+PB=2
U
2
2
R
=2×
202
10
=80W;
根据输入功率等于输出功率知输入功率为80W.
答:(1)输出电压u2的频率50Hz,输出电压u2=28.28sin100πt;
(2)原、副线圈的匝数n1:n2=10:1
(3)闭合开关S后,灯泡B能正常发光,此时原线圈的输入功率80W.
点评:掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,本题即可得到解决.
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如图所示为一个小型电风扇的电路简图,其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n,原线圈接电压为U的交流电源,输出端接有一只电阻为R的灯泡L和风扇电动机D,电动机线圈电阻为r.接通电源后,电风扇正常运转,测出通过风扇电动机的电流为I.则(  )

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