1．近日，小米發(fā)布了“小感量＋磁吸”無線充電預(yù)研技術(shù)——磁吸式無線充電，通過磁鐵的吸附力，把無線充電發(fā)射線圈和接收線圈緊密結(jié)合在一起，將大大降低能量損耗．某次測試中磁吸無線充電底座線圈接于u＝220 eq \r(2) sin (100πt) (V)的交流電源，已知發(fā)射線圈和接收線圈匝數(shù)比為11∶1，功率為50 W．則( )
A．接收線圈的工作原理是電流的磁效應(yīng)
B．發(fā)射線圈連接直流電源也能實現(xiàn)無線充電
C．若不計能量損耗，接收線圈獲得的電壓最大值為20 V
D．若不計能量損耗，通過接收線圈的電流有效值為2.5 A
2．[2022·河北省唐山市考試]一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R＝10 Ω.當(dāng)輸入電壓U＝40 V時，原線圈中電流為1 A，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比為( )
A．2∶1 B．4∶1 C．1∶2 D．1∶4
3．[2022·湖北省應(yīng)城市模擬]在無線電電路中常遇到負(fù)載與電源不匹配的情況，這時可用變壓器來耦合，通過變壓器使負(fù)載和電源匹配起來，如圖所示，正弦交流信號源的電動勢U1＝6 V，內(nèi)阻r＝100 Ω，揚聲器(可看作純電阻)的電阻R＝8 Ω.理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝300匝，副線圈的匝數(shù)n2＝100匝．揚聲器的輸出功率為( )
A．250 mWB．88 mW
C．360 mWD．500 mW
4．[2022·廣東省模擬]如圖所示，原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1的理想變壓器，原線圈與u＝200 eq \r(2) sin 100πt (V)的正弦交流電源相連，副線圈串聯(lián)一個晶體二極管D(正向電阻為零，反向電阻無窮大)和定值電阻R＝10 Ω，則電阻R上消耗的功率為( )
A．20 W B．40 WC．200 W D．400 W
5．[2022·浙江省臺州市評估]如圖所示，線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e＝111 eq \r(2) sin 100πt (V).線圈與理想升壓變壓器相連進行遠(yuǎn)距離輸電，理想降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為25∶11，降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端電壓為220 V，輸入功率為1 100 W，電動機內(nèi)阻為8.8 Ω，輸電線路總電阻為25 Ω，線圈及其余導(dǎo)線電阻不計，電表均為理想電表，則( )
A．圖示位置線圈的磁通量變化率為零
B．電動機的機械功率為800 W
C．輸電線路損失的電功率為121 W
D．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10
6．互感式鉗形電流表內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，電流表與次級線圈相連，用手柄控制鉗形鐵芯上方開口的開合，則( )
A．該電流表可用來測量直流電
B．次級線圈匝數(shù)越少，電流表讀數(shù)越大
C．該電流表測電流時相當(dāng)于降壓變壓器
D．測量時電流表應(yīng)串聯(lián)在被測通電導(dǎo)線中
7．[2022·湖北省華大聯(lián)考]如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，a、b之間接輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源，電路中電阻值均為R.當(dāng)開關(guān)S斷開時，電路消耗總功率為P，則當(dāng)S閉合時，電路總功率為( )
A． eq \f(11,3) P B． eq \f(11,5) P C． eq \f(11,7) P D． eq \f(11,9) P
8．[2022·江蘇省百校大聯(lián)考]實驗小組為探究遠(yuǎn)距離輸電的原理，設(shè)計了如圖所示的模擬電路，A、B為理想變壓器，R模擬遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻，燈L1、L2規(guī)格相同．變壓器A的原線圈輸入恒定交流電，開關(guān)S斷開時，燈L1正常發(fā)光，下列說法正確的是( )
A．A為降壓變壓器，B為升壓變壓器
B．僅將滑片P上移，A的輸入功率變大
C．僅閉合S，L1、L2均正常發(fā)光
D．僅閉合S，L1的亮度變暗
9．[2022·福建省南平市聯(lián)考](多選)如圖所示，變壓器的原線圈兩端連接導(dǎo)軌，副線圈的電阻R相連構(gòu)成閉合回路，導(dǎo)體棒在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場中沿導(dǎo)軌向右勻速切割磁感線．下列說法正確的是( )
A．電壓表的示數(shù)不為零
B．電壓表的示數(shù)為零
C．電壓表的示數(shù)不為零
D．電壓表的示數(shù)為零
10．[2022·安徽省九師聯(lián)盟質(zhì)量檢測](多選)如圖所示，理想變壓器原線圈兩端電壓為U0，副線圈兩端的電動機M的內(nèi)阻為r，其熱功率與電功率分別為P1、P2、R0為定值電阻，光敏電阻R(阻值隨著光照的增強而減小)與小燈泡并聯(lián)，在改變光敏電阻的光照強度時，所接的元件都不會燒毀，下列說法正確的是( )
A．在增大光敏電阻的光照強度時，燈泡變亮，流過電動機的電流變大
B．電動機的機械效率為 eq \f(P1,P2) ×100%
C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為 eq \f(U0,P2) eq \r(\f(P1,r))
D．若副線圈兩端的電壓為U，光敏電阻的阻值為R，則經(jīng)過R0的電流大于 eq \f(U,R0＋R)
11．[2022·張家口市期末]如圖所示，理想變壓器的原線圈接有u＝20 eq \r(2) sin 100πt (V)的交變電壓，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為5∶1，原線圈兩端接有阻值R1＝10 Ω的定值電阻，副線圈上接有阻值R2＝4 Ω的定值電阻．則理想交變電流表的示數(shù)為( )
A．0.2 AB．2 A
C．2.2 AD．7 A
12．[2022·福建省龍巖一中模擬](多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖．升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4.在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10∶1和1∶10，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是( )
A．兩互感器均起到降壓作用
B．若電壓表的示數(shù)為220 V，電流表的示數(shù)為10 A，則線路輸送電功率為220 kW
C．若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少
D．若發(fā)電機輸出電壓U1一定，若用戶數(shù)增加，為維持用戶電壓U4一定，可將滑片P上移
13．[2021·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同．在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是( )
A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮
B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮
C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗
D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗
專題76 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電
1．D 接收線圈的工作原理是電磁感應(yīng)原理，A錯誤；底座線圈連接直流電源時因不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)，則不能實現(xiàn)無線充電，B錯誤；接收線圈獲得的電壓有效值U2＝ eq \f(n2,n1)U1＝ eq \f(1,11)×220 V＝20 V，最大值為U2m＝20 eq \r(2) V，C錯誤；功率為50 W，根據(jù)功率的表達式得I＝ eq \f(P,U2)＝2.5 A，D正確．
2．A 對理想變壓器有P出＝P入＝UI＝40 W，副線圈兩端電壓U′＝ eq \r(P出R)＝20 V，變壓器的原、副線圈匝數(shù)比 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(U,U′)＝ eq \f(2,1)，A正確．
3．B 等效信號源的電動勢和內(nèi)阻分別為E′＝ eq \f(n2,n1)U1＝2 V，r′＝( eq \f(n2,n1))2r＝11.1 Ω，所以輸出功率為P＝( eq \f(E′,r′＋R))2R＝( eq \f(2 V,8 Ω＋11.1 Ω))2×8 Ω＝88 mW，B正確．
4．A 原線圈電壓的有效值為U＝ eq \f(220\r(2),\r(2)) V＝200 V，根據(jù) eq \f(U,U′)＝ eq \f(n1,n2)＝ eq \f(10,1)可得，理想變壓器的副線圈兩端交流電的有效值為U′＝20 V，副線圈與二極管、電阻R串聯(lián)，因二極管具有單向?qū)щ娦?，根?jù) eq \f(U′2,R)T× eq \f(1,2)＝ eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,R)T可得電阻R兩端電壓的有效值為U0＝10 eq \r(2) V，所以電阻R上消耗的功率為P＝ eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,R)＝20 W，A正確．
5．C 圖示位置線圈平面與磁感線平行，磁通量為零，磁通量的變化率最大，A錯誤；電動機中電流I＝ eq \f(P,U)＝ eq \f(1 100,220) A＝5 A，電動機的機械功率P機＝P－I2R＝1 100 W－220 W＝880 W，B錯誤；由 eq \f(I1,I)＝ eq \f(n2,n1)＝ eq \f(11,25)得輸電線中的電流I1＝2.2 A，輸電線損失功率P損＝I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) r＝121 W，C正確；輸電線上損失電壓U損＝I1r＝55 V，降壓變壓器原線圈兩端電壓U1＝ eq \f(P,I1)＝500 V，則升壓變壓器副線圈兩端電壓U′2＝U1＋U損＝555 V，升壓變壓器原線圈兩端電壓U2＝E＝111 V，則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(U2,U′2)＝ eq \f(1,5)，D錯誤．
6．B 互感式鉗形電流表利用的是電磁感應(yīng)的互感原理，不能測量直流電，A錯誤；電流大小與線圈匝數(shù)成反比，所以次級線圈匝數(shù)越少，電流表讀數(shù)越大，B正確；該電表原線圈為單匝，是升壓變壓器，C錯誤；測量時，用手柄控制鉗形鐵芯上方開口打開，將被測通電導(dǎo)線圈放入其中，不需要將電流表串聯(lián)在被測通電導(dǎo)線中，D錯誤．
7．D 將變壓器和右側(cè)的兩個電阻一起等效為一個電阻，則R等效＝( eq \f(n1,n2))2R右＝ eq \f(9,1)× eq \f(R,2)＝ eq \f(9,2)R，S斷開時有P＝ eq \f(E2,R＋\f(9R,2))＝ eq \f(2E2,11R)，S閉合時有P′＝ eq \f(E2,\f(9R,2))＝ eq \f(2E2,9R)，則有 eq \f(P′,P)＝ eq \f(2,9)× eq \f(11,2)＝ eq \f(11,9)可得P′＝ eq \f(11,9)P，D項正確．
8．D A為升壓變壓器，B為降壓變壓器，A錯誤；滑片向上移動時，A的副線圈電壓降低，輸出功率降低，輸入功率同樣變小，B錯誤；閉合S，總功率增大，輸電線的電流增大，B線圈的輸入電壓和輸出電壓降低，L1的亮度變暗，C錯誤，D正確．
9．AD 當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速直線運動切割磁感線時，導(dǎo)體棒中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，電壓表的示數(shù)不為零，選項A正確，B錯誤；由于導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，穿過變壓器原線圈的電流恒定，使得穿過變壓器副線圈的磁通量不變，副線圈所在回路沒有感應(yīng)電動勢，選項C錯誤，D正確．
10．CD 理想變壓器原線圈的端電壓不變．原、副線圈的匝數(shù)之比不變，所以副線圈的端電壓也不變，在增大光敏電阻的光照強度時，光敏電阻的阻值R變小，燈泡L與R并聯(lián)后再與定值電阻R0.串聯(lián)的總電阻變小，總電壓不變，流過R0的電流增大，R0兩端的電壓變大，燈泡L與R并聯(lián)的電壓變小，燈泡的電流變小，燈泡變暗，電動機M的電壓等于副線圈的端電壓，所以電壓不變，電流不變，A錯誤；電動機的效率η＝ eq \f(P2－P1,P2)×100%，B錯誤；設(shè)副線圈的端電壓即電動機兩端的電壓為U，流過電動機的電流為I，由能量守恒和電功率的定義有UI＝P2，由熱功率的定義有P1＝I2r，綜合解得U＝P2 eq \r(\f(r,P1))，由理想變壓器的變壓原理有 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(U0,U)，綜合可得變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(U0,P2) eq \r(\f(P1,r))，C正確；當(dāng)光敏電阻阻值為R，燈泡L與R并聯(lián)的電阻小于R，燈泡L與R并聯(lián)后再與定值電阻R0串聯(lián)的總電阻小于R0＋R，由歐姆定律，流過R0的電流IR0＞ eq \f(U,R0＋R)，D正確．
11．C 由u＝20 eq \r(2)sin 100πt (V)可知交流電壓的有效值U＝20 V，由 eq \f(U1,U2)＝ eq \f(n1,n2)可知副線圈兩端的電壓U2＝4 V，由U1I1＝ eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,R2)得通過原線圈的電流I1＝0.2 A，所以理想交變電流表的示數(shù)I＝ eq \f(U1,R1)＋I1＝2.2 A，故C正確，A、B、D錯誤．
12．BD 根據(jù)兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比可知電壓互感器起到降壓的作用，電流互感器起到降流(升壓)的作用，A錯誤；設(shè)輸電電流為I2，根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得 eq \f(U2,UV)＝10， eq \f(I2,IA)＝10，解得U2＝2 200 V，I2＝100 A，所以線路輸送的電功率為P＝U2I2＝2 200×100 W＝220 kW，B正確；由理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得 eq \f(U2,U1)＝ eq \f(n2,n1)， eq \f(U3,U4)＝ eq \f(n3,n4)， eq \f(I2,I4)＝ eq \f(n4,n3)，設(shè)輸電線路總電阻為r，根據(jù)閉合電路歐姆定律有U3＝U2－I2r，設(shè)用戶端總電阻為R，根據(jù)歐姆定律有I4＝ eq \f(U4,R)，聯(lián)立以上五式解得I2＝ eq \f(U2,r＋（\f(n3,n4)）2R)，若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則U2增大，R不變，所以I2增大，而輸電線損耗功率為ΔP＝I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) r，所以輸電線損耗功率增大，故C錯誤；若保持發(fā)電機輸出電壓U1和Q的位置一定，使用戶數(shù)增加，即U2不變，R減小，則I2增大，U3減小，為了維持用戶電壓U4一定，需要增大 eq \f(n4,n3)，可將滑片P上移，故D正確．
13．A
在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，副線圈電路中的總電阻先增大后減小，將副線圈電路中的電阻等效到原線圈電路中，等效電路圖如圖所示，根據(jù)理想變壓器的原理可得R′＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n1,n2))) eq \s\up12(2)R副，故R′先增大后減小，則通過燈泡L1(原線圈)的電流先減小后增大，故燈泡L1先變暗后變亮，燈泡L1兩端的電壓先減小后增大，則原線圈兩端的電壓先增大后減小，由于理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比固定，根據(jù)原、副線圈匝數(shù)比與電流的關(guān)系知，通過副線圈的電流先減小后增大，根據(jù)原、副線圈匝數(shù)比與電壓的關(guān)系知副線圈兩端的電壓先增大后減小，而燈泡L2所在支路電阻一直減小，則燈泡L2先變亮，之后副線圈兩端的電壓減小，通過副線圈的電流增大，而R0所在支路電阻一直增大，所以通過R0的電流減小，燈泡L2所在支路電流增大，可見燈泡L2一直變亮，A正確．

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