解题思路:开关断开时,副线圈为R1和R2串联,电压表测量R2的电压,当开关闭合时,R1与R3并联后和R2串联,电容器的电压为并联部分的电压,根据变压器电压、电流与匝数的关系以及串并联电路的特点即可求解.
(1)开关断开时,副线圈为R1和R2串联,电压表测量R2的电压,由图可知原线圈电压为U1=
200
2=100
2V,根据
U1
U2=
n1
n2得U2=20
2V,则R2的电压为10
2V,副线圈电流为I2=
U2
R1+R2=
20
2
40=
2
2A,所以原线圈电流I1=
n2
n1I2=
2
10A,
(2)电阻R2上消耗的功率为P=I22R2=
1
2×20=10W,
(3)当开关闭合时,R1与R3并联后和R2串联,电容器的电压为并联部分的电压,并联部分电阻为R并=
R
2=10Ω,
所以并联部分的电压为U=
R并
R并+R2U2=
10
10+20×20
2=
20
2
3V,最大值为Um=
2U=
40
3V<14V,所以电容器不会被击穿.
答:(1)稳定时电流表的读数为
2
10A,电压表的读数为10
2V;
(2)定值电阻R2上消耗的功率为10W;
(3)如果将开关S闭合,电容器不会被击穿,因为电容器的击穿电压大与电容器两端的最大电压.
点评:
本题考点: 变压器的构造和原理.
考点点评: 本题考查了变压器的原理及最大值与有效值之间的数量关系.能根据欧姆定律求解电路中的电流,会求功率,知道电表示数为有效值,电容器的击穿电压为最大值,难度适中.