【备战2023高考】物理总复习——12.2《理想变压器和远距离输电》练习（全国通用）

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专题12.2 理想变压器和远距离输电一、单选题1．两彼此正对的相同金属圆环竖直放置在竖直向下、磁感应强度为匀强磁场中，圆环半径为、相距，用导线将环与匝数比为4∶1的理想变压器相连，变压器输出端接一阻值为灯泡，让导体杆沿两环内侧做角速度为的匀速圆周运动，圆环电阻不计，杆长为，电阻为，则灯泡（　　）A．两端电压为 B．两端电压为C．两端电压为 D．两端电压为2．如图所示，一个面积为S、匝数为N的金属线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，线圈两端通过电刷与图示的电路连接，线圈内阻不计，无光照时，光敏电阻与定值电阻的阻值相等，均为，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电表均可视为理想电表，则（　　）A．断开开关S，减小光照强度，电压表的示数增大，电流表的示数变小B．从图示位置开始计时，线圈转动时产生的感应电动势的瞬时值表达式为C．闭合开关S，用黑纸包裹，的电功率为D．用黑纸包裹，断开开关S，电压表示数为；闭合开关S，电压表示数为，有3．华为出品一款超级快速无线充电器CP62R，可提供最大50W的无线充电功率，如图甲所示。其原理与变压器工作原理相似，无线充电器内部置有基座线圈，支持无线充电的手机内部置有受电线圈，利用产生的磁场传递能量，工作原理图简化为如图乙所示，充电基座接上220V、50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个二极管给手机电池充电。已知手机电池采用9V电压快速充电，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量损失，二极管可视为理想二极管，下列说法正确的是（　　）A．受电线圈能够给手机电池充电是利用了自感现象B．基座线圈和受电线圈的匝数比为110：9C．若某段时间无线充电器以最大功率为手机充电，则基座线圈的电流为AD．受电线圈两端电压的峰值为9V4．对于远距离输电，在一定的情况下，设输电线路中的电流为，输电线的总电阻为，为了减少损耗，采用增大电压输电，下列说法正确的是（　　）A．由，知输电线路中的电流变大B．由，知输电线路中的电流变小C．由，知输电线路消耗功率增大D．由，知不会影响输电线路中的电流5．如图所示，某理想变压器三个线圈匝数之比为，灯泡的电阻之比为，变压器原线圈所接正弦交流电压的最大值。则闭合开关K前后，通过原线圈的电流大小之比为（　　）A．59：109 B．49：99 C．39：89 D．29：79二、多选题6．某国产手机采用磁吸式无线充电，通过磁铁的吸附力，把无线充电发射线圈和接收线圈紧密结合在一起，大大降低了能量损耗。已知无线充电底座线圈接在220V的交流电源上，手机在无线充电过程中，接收线圈提供的电压为5V，功率为20W，若不计能量损耗，下列说法正确的是（　　）A．无线充电接收线圈主要工作原理是电磁感应B．无线充电接收线圈主要工作原理是电流磁效应C．发射线圈和接收线圈的匝数比为44：1D．正常充电时，充电底座线圈的输入电流为A7．如图甲所示的电路，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表和电压表都是理想电表，当原线圈接图乙所示的交流电源时，电路正常工作。现将电源换成图丙所示的交流电源，则更换电源前后（　　）A．电流表、的示数之比均为B．电压表、的示数之比均为C．电压表示数不变，的示数变大D．电流表、的示数均不变8．如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是（　　）A．变压器输入功率为484 WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶39．图中L1、L2是规格为“4V，3W”的灯泡，a、b端所接的交变电压u=16sin100πt（V），现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光。已知变压器为理想变压器，电表均为理想电表。则（　　）A．原副线圈匝数比为3∶1B．电流表A1示数为2.25AC．电流表A2示数为1.5AD．增大电阻箱R连入电路的阻值两灯泡均变暗10．如图（甲）所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10V　5W”的小灯泡并联在副线圈的两端。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图（乙）所示，原线圈电路中接有电压表和电流表（可视为理想电表）。则下列说法正确的是（　　）A．经过1min原线圈输出的电能为6×102JB．由于电压过高小灯泡会被烧坏C．电压表的示数为220VD．电流表的示数为2A1．（2022·四川内江·三模）如图，理想变压器的原副线圈匝数比为，在a、b端接入一正弦式交流电源。 L1、L2为两只规格为“22 V   6 W”的相同小灯泡，两电表均为理想交流电表当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两小灯泡恰好都正常发光下列说法正确的是（   ）A．电压表的示数为44 V B．电流表的示数为0.27 AC．滑片P向下移动时，灯泡L2将变暗 D．滑片P向上移动时，灯泡L1将变暗2．（2022·湖北·天门市教育科学研究院高三学业考试）如图（a）所示，为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于5000V时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则（　　）A．闭合S，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为50VB．某交流发电机要产生与图（b）相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒C．闭合开关S，电压表的示数为VD．变压器原、副线圈的匝数、须满足时，才能实现点火3．（2022·四川省内江市第六中学模拟）我国是全球唯一掌握超特高压技术的国家，在全球超特高压领域，中国的标准就是全世界唯一的标准。如图所示是远距离高压输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。下列说法正确的是（       ）A．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大B．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大C．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率D．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率4．（2022·安徽淮北·二模）如图（a）所示，线圈的匝数比为3:1，Rr为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）A．变压器输入输出功率之比为3:1B．变压器副线圈输出的交变电压的频率为150HzC．若热敏电阻Rr的温度升高，R1消耗的功率变大D．若热敏电阻Rr的温度升高，电压表和电流表示数均变大5．（2022·广东·南雄中学模拟）家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（　　）A．热水器每秒点火50次B．理想交流电压表的示数为12VC．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气D．当变压器原、副线圈的匝数之比为1：1500时，点燃装置正常工作6．（2022·山东师范大学附中模拟）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，变压器原线圈两端所接电压按图乙正弦规律变化，定值电阻，相同的灯泡、电阻恒为，下列说法正确的是（　　）A．当开关闭合时，理想电压表示数为​B．当开关闭合时，理想电流表示数为C．当开关由闭合到断开，变亮，变暗D．当开关由闭合到断开，原线圈输入功率变大7．（2022·广东·高三开学考试）某国产手机采用磁吸式无线充电，通过磁铁的吸附力，把无线充电发射线圈和接收线圈紧密结合在一起，大大降低了能量损耗。已知无线充电底座线圈接在220V的交流电源上，手机在无线充电过程中，接收线圈提供的电压为5V，功率为20W，若不计能量损耗，下列说法正确的是（　　）A．无线充电接收线圈主要工作原理是电磁感应B．无线充电接收线圈主要工作原理是电流磁效应C．发射线圈和接收线圈的匝数比为44：1D．正常充电时，充电底座线圈的输入电流为A8．（2022·广东·增城中学高三开学考试）如图所示，是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为：，则（　　）A．电压表的示数为B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变小D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小9．（2022·河南安阳·高三模拟）如图所示，一根长金属导线折成一正方形线框，金属框内有一垂直纸面向里磁场，磁感应强度，金属导线的两端与一理想变压器连接，原副线圈的匝数比为，图中的，电压表均为理想交流电表，不计金属线框的电阻。下列说法正确的是（　　）A．原线圈两端的电压表示数为B．电键S闭合后，副线圈上电压表示数变大了C．电压表的示数为D．电键S闭合后，原线圈上输入功率为10．（2022·湖南·邵阳市第二中学高三开学考试）在图甲电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，电压表为理想电表，定值电阻、、，变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源后，通过的电流随时间t的变化规律如图乙。下列说法正确的是（　　）A．通过电阻的电流方向每秒钟改变100次B．变压器的输入电流为2.5 AC．电压表的示数为6 VD．变压器的输入功率为25 W一、单选题1．（2022·河北·高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　）A．发电机输出的电压为B．发电机输出交变电流的频率为C．变压器原、副线圈的匝数比为D．发电机产生的瞬时电动势2．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（     ）A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率3．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为，理想电流表A的示数为。下列说法正确的是（　　）A．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，减小，不变B．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大C．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，减小，增大D．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率减小4．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电压随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（　　）A．n1为1100匝，为B．间线圈匝数为120匝，流过R的电流为C．若将R接在两端，R两端的电压为，频率为D．若将R接在两端，流过R的电流为，周期为5．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，副线圈的电流为，若将该变压器视为理想变压器，则（　　）A．原、副线圈匝数之比为 B．原线圈的电流为C．副线圈两端的电压最大值为 D．原、副线圈的功率之比为6．（2017·北京·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）A．原线圈的输入功率为B．电流表的读数为1 AC．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为50s7．（2021·福建·高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（　　）A．A1增大，V2不变，V3增大B．A1增大，V2减小，V3增大C．A2增大，V2增大，V3减小D．A2增大，V2不变，V3减小8．（2021·湖北·高考真题）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　）A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大9．（2021·广东·高考真题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（　　）A．交流电的频率为10HzB．副线圈两端电压最大值为3VC．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率10．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　）A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗11．（2020·山东·高考真题）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 Ω12．（2020·江苏·高考真题）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（　　）A．是一种降压变压器B．能测量直流电路的电流C．原、副线圈电流的频率不同D．副线圈的电流小于原线圈的电流13．（2020·北京·高考真题）如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（　　）A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电压表的示数不变D．电流表的示数不变二、多选题14．（2022·湖北·高考真题）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　）A．接收线圈的输出电压约为8 VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同15．（2021·海南·高考真题）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　）A．仅将滑片P向上滑动B．仅将滑片P向下滑动C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻16．（2021·山东·高考真题）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（　　）A． B．C． D．17．（2021·河北·高考真题）如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　）A．通过电阻的电流为 B．电阻两端的电压为C．与的比值为 D．发电机的功率为18．（2020·全国·高考真题）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100VC．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为15.0W