【原】2014新课标2变压器副线圈接二极管的老题

单相理想变压器，原线圈接入正弦式交流电，副线圈接入二极管后，与未接入时相比，电流、电压会有何变化？

这个题第1次出现，是2014年新课标2卷里面，当时引起了不少争议(具体是什么已经淡忘了，似乎是高中讲不讲功率因数)。我对争议题的做法，一般是不专门介绍给学生，回避：因为一旦介绍了，就可能有两种情景，一种是高中知识范围内，无论如何讲都讲不清楚，于是不得不使用高等数学和普通物理，这显然是几个人的需求强行增加了多数人的负担，普遍性地给学生讲普通物理，这对生源要求是比较高的；另一种情景，是讲清楚了，但是带来了新的争议，然后子又生孙、孙又生子、子子孙孙无穷溃带偏了走向大道的方向。物理学不是教人总去钻牛角尖，而是把握大路径、大方法，普遍性地能够掌握重要知识、主干知识，已经很了不起了。

原题：

如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为、。原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为的负载电阻串联后接到副线圈的两端；假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大；用交流电压表测得、端和、端的电压分别为和，则

ABC略；

D. 将二极管短路，电流表的读数加倍

简解：

个人看法。这个题本不该有争议。

(1)严格区分开与、、的不同意义。接或不接二极管，、、不为所动，因为它们由外接电源说了算。也就是，无论怎样的在副线圈上折腾，这三个电压不变，变化只在身上，当二极管截止时，处相当于断开，，导通时才有电压显示。

(2)严格区分开副线圈输出电流和原边电流的决定关系，副边决定原边。这样，在接入二极管时，各处、图像大致类似图中所示。

从图像可知：

当接入二极管时，

得。

可见，当二极管被短路时，A表中读数不是加倍，而是增加倍。

明显输入功率加倍了，为什么A表电流没有加倍呢？因为虽然、、都没变，但是原线圈中的电流是上的电流决定的，在电流为零的期间里，虽然线圈上有电压，但是并不消耗功率。那么依据balabala……，这个时候不能依据了，因为它是交流电路，要依据。(这时才牵扯到功率因数，但已经绕开了)

又问，当原线圈中没有电流时，互感也就没有了，而副线圈上的电压是怎么来的？这是理想变压器理想化的另一条件，需线圈电感为无穷大，这就解决了空载电流是否为零的问题。