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高中二年级物理

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    如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,当导体棒l在匀强磁场中以速度v向左做匀速直线运动切割磁感线时,电流表A1的示数是12 mA,则电流表A2的示数为

    [     ]

    A.3 mA
    B.0 mA
    C.48 mA
    D.与负载R的值有关
    本题信息:2012年浙江省月考题物理单选题难度一般 来源:马凤侠
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本试题 “如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,当导体棒l在匀强磁场中以速度v向左做匀速直线运动切割磁感线时,电流表A1的示数是12 mA,则电流表A2的示...” 主要考查您对

导体切割磁感线时的感应电动势

变压器电压、电流、电功率与匝数的关系

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  • 导体切割磁感线时的感应电动势
  • 变压器电压、电流、电功率与匝数的关系

导体切割磁感线产生的电动势:

 


电磁感应中电路问题的解法:

电磁感应规律与闭合电路欧姆定律相结合的问题,主要涉及电路的分析与计算。解此类问题的基本思路是:
(1)找电源:哪部分电路产生了电磁感应现象,则这部分电路就是电源。
(2)由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,根据楞次定律或右手定则确定出电源的正负极。
①在外电路,电流从正极流向负极;在内电路,电流从负极流向正极。
②存在双感应电动势的问题中,要求出总的电动势。
(3)正确分析电路的结构,画出等效电路图。
①内电路:“切割”磁感线的导体和磁通量发生变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻。
②外电路:除“电源”以外的电路即外电路。
(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等列方程求解。


变压器电压,电流,电功率与匝数的关系:

1、理想变压器中的几个关系
①电压关系
在同一铁芯上只有一组副线圈时:;有几组副线圈时:
②功率关系
对于理想变压器不考虑能量损失,总有P=P
③电流关系
由功率关系,当只有一组副线圈时,I1U1=I2U2,得;当有多组副线圈时:I1U1=I2U2+I3U3+……,得I1n1=I2n2+I3n3+……
2、变压器的题型分析
①在同一铁芯上磁通量的变化率处处相同;
②电阻和原线圈串联时,电阻与原线圈上的电压分配遵循串联电路的分压原理;
③理想变压器的输入功率等于输出功率。
3、解决变压器问题的常用方法
①思路1:电压思路。变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
②思路2:功率思路。理想变压器的输入、输出功率为P=P,即P1=P2;当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……
③思路3:电流思路。由I=P/U知,对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……
④思路4:(变压器动态问题)制约思路。
  Ⅰ、电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2由输入电压决定,即U2=n2U1/n1,可简述为“原制约副”;
  Ⅱ、电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压U1确定时,原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即I1=n2I2/n1,可简述为“副制约原”;
  Ⅲ、负载制约:⑴变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,P2=P负1+P负2+…;⑵变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定,I2=P2/U2;⑶总功率P=P线+P2
  动态分析问题的思路程序可表示为:
 
⑤思路5:原理思路。变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中ΔΦ/Δt相等;当遇到“”型变压器时有ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt,此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电,但不适用于稳压或恒定电流的情况。


利用制约关系处理变压器的动态问题:

所谓变压器的动态问题,指的就是电路中某一部分或某一物理量的变化,引起电路其他部分或其他物理量的变化情况。理想变压器的动态问题大致有两种情况:一是负载电阻不变,原、副线圈的电压,电流,输入和输出功率随匝数比的变化而变化的情况;二是匝数比不变,电流和功率随负载电阻的变化而变化的情况。不论哪种情况,处理这类问题的关键在于分清变量和不变量,弄清楚“谁决定谁”的制约关系。
理想变压器的制约关系如下(一原一副情况):
(1)电压制约
当变压器原、副线圈的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,即,可简述为“电压原制约电压副”。

(2)电流制约
当变压器原、副线圈的匝数比一定,且输入电压确定时,原线圈中的电流由副线圈中的输出电流决定,即,可简述为“电流副制约电流原”。

(3)功率制约
输出功率P2决定输入功率P1。理想变压器的输入功率P1等于输出功率P2。在输入电压U1、输出电压U2一定的条件下,当负载电阻R减小时,增大,输出功率增大,则输入功率也随之增大;反之,当负载电阻R增大时,减小,输出功率减小,则输入功率也随之减小。通俗地说就是“用多少,给多少,而不是给多少,用多少”。

理想变压器中相关物理量间的制约关系的分析程序可表示为:

涉及多组副线圈问题的解法:

多组副线圈的理想变压器问题与只有一个副线圈的问题思路基本相同,但在多个副线圈同时工作时不再适用。所以抓住两个关系:
(1)电压关系:
(2)功率关系:


理想变压器:



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