高二物理:交变电流 变压器

如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3,输电线的等效电阻为R,原线圈接有一个理想的电流表。开始时开关S接通,当S断开时,以下说法正确的是
A.原线圈两端P、Q间的输入电压减小
B.等效电阻R上消耗的功率变大
C.原线圈中电流表示数变大
D.灯泡L1和L2变亮

看了知道上其他人的回答,但是觉得都不对,甚至离谱
疑问点有两个:
1、对右边电路,S断开后相当于去掉一个并联电路,所以电阻是增大的。一方面我认为总电阻增大,所以总电流减小D错误。一方面我又觉得L1L2段电路分到的电压增大所以D正确。
2、按我1中第一种想法,右边电路电流减小的话,那么对应的左边电流也是减小的,根据U=IR,U减小,则A对。但照理说,线圈匝数不变,电压就是不变的。其实我觉得我对这里面的R有疑问,不知道左边电路的用电器是什么。
求高手赐教,给出答案和解释,并接受探讨和追问。
PS。这是创新设计浙江专用2013版上的题目,因为答案没带回来所以……

关于疑问1:比较灯泡亮度变化,要看断开前后电流大小。你认为 去掉一个并联电路,电阻增大,所以电流减小。这不错,但要注意,这个电流是通过R的电流,也就是变压器的输出电流,而不是通过L1 L2 支路的电流。 你后面的认识是正确的,因为变压器输出电压不变,去掉并联支路后总电阻变大,总电流减小,所以R分的电压小了,则L1 L2支路电压就大了,所以灯泡变亮。故 D正确。
输入电压是不变的,故A错误
R的电流减小,所以R的功率变小,B错误
由于变压器输出电流减小,所以输入电流也减小,C错误

关于疑问2: 变压器原线圈(左边电路)不是一个纯电阻电路,不能根据欧姆定律来计算其两端电压。这里欧姆定律对原线圈不适用。在这个题中,原线圈的电压就等于电源电压,是由电源决定的。追问

当S断开时,不是立马变成L1 L2与R串联了么,为什么不是P=I^2R, 而要从电压上来判断呢

追答

你看:我们假设 断开 S之前,通过R的电流为10A,通过L1 L2 的电流为6A 、通过L 3的电流为 4A .。 而断开 S后,总电流变小了,假设变为8A ,即通过R的电流为8A ,但此时由于没有L3分流,所以通过L1 L2 的电流是不是也为8A啊? 和断开之前相比是不是变大了?
断开之前,由于有L3分流,所以通过R的电流不等于L1 L2的电流。而你判断断开S后,电流变小,这是指通过R得电流(即总电流)变小了。而不是L1 L2的电流变小了。

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第1个回答  2013-02-18
1.开关断开副线圈电阻增大电流减小流过R电流减小,R上消耗功率减小,原线圈电流也减小,而副线圈电压不变所以灯L1和L2电压增加所以两灯变亮。
【电压与n成正比】追问

灯和R不是串联的吗,根据P=I^2R 不是变暗了么

追答

是啊!
你看啊:开关断开副线圈电阻增大【变成了串联】
流过R电流减小,
R上消耗功率减小【R不变】
通过一个这个R,可以看这个电路:
在通过原线圈分析电流:P=UI
在通过【电压与n成正比】
分析:副线圈电压不变!

第2个回答  2013-02-18
你说的:“一方面我认为总电阻增大,所以总电流减小”这是对的,但总电流减小指的是干路电流即R中的电流,原告干路电流由两个支路分担的,现在只有一个支路了,这就不能从电流上来判断L1L2里的电流怎么样变化了,要从变压器的次级的电压不变,电流减小导致R上的电压降减小,所以L1L2上的总电压是增加的,所以D正确。
你说:“右边电路电流减小的话,那么对应的左边电流也是减小的,”这是变压器的决定关系,输入功率由输出功率决定,是对的。但U=IR对变压器不适用,它不是纯电阻电阻。变压器的输入电压由接入端的电压决定,比如接在你家里,那就是220V,哪怕后面什么也不接,输入电压也是220V。如果你要问左边电路的用电器,那可以把右端的总电阻算出,再乘上匝数比的平方,折算到初线线圈里(学名反射电阻)。那就是左边的用电器。
第3个回答  2013-02-18
D正确。1:电压是由供电线路提供,是不会受用电端影响的,会影响的是功率。所以A错。
电压不变,而右边电阻变大,所以电流减小,R消耗的功率减小,B错,C错。
对于D,L1 L2两端电压增大,功率增大,变亮!
不懂欢迎追问。
第4个回答  2013-02-18
选 D 因为变压器中输入电压决定输出电压 I1\I2=U2\U1 可知副线圈电流减小、原线圈电流减小 得出答案
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