典例 图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω,额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
A.1 Ω B.5 Ω C.6 Ω D.8 Ω
【自主解答】
A 解析:输入电压的有效值为(即原线圈电压的有效值)U1= V=220 V,根据理想变压器的电压规律 =可知,副线圈两端电压的有效值为U2=U1=×220 V=30 V,灯泡正常工作,根据欧姆定律可知分得的电压为24 V,则通过灯泡的电流,即副线圈部分的干路电流为IL== A=1.6 A,根据串联分压规律可知,R1和R2、R构成的并联电路部分的分压为U=U2-UL=30 V-24 V=6 V,通过R1的电流为I1== A=0.6 A,通过R2、R的电流为I2=IL-I1=1.6 A-0.6 A=1 A,R2、R的分压为U=I2(R2+R),解得滑动变阻器的阻值为 R=-R2= Ω-5 Ω=1 Ω,A正确,B、C、D错误。
【核心归纳】
关于理想变压器的四点说明
(1)变压器不能改变直流电压。
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率。
(3)理想变压器本身不消耗能量。
(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。