人教12.2 理想变压器和远距离输电（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

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
【答案】A
【解析】分析可知，导体棒在磁场中运动，产生正弦式交流电，当导体棒经过最低点和最高点时，切割的方向与磁场方向垂直，产生的感应电动势最大，为
则电源产生的有效电压
设流过灯泡的电流及灯泡两端的电压分别为、，则根据、可得，理想变压器的输入电压及通过的电流为
，
其中，由闭合电路欧姆定律可得
联立可得灯泡两端的电压
故选A。
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
【答案】A
【解析】A．根据题意，断开开关S，设发电机输出电压的有效值为，流过副线圈的电流为，由电流与匝数的关系可得，流过原线圈的电流为，则原线圈的输入电压为，由电压与匝数的关系可得，副线圈的输出电压为，由欧姆定律可得
整理得
减小光照强度，的电阻增大，则电流减小，原线圈的电流减小，即电流表示数减小，
副线圈的输出电压为增大，即电压表的示数增大，故A正确；
B．根据题意，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
故B错误；
C．根据题意可知，开关S处于闭合状态时，将用黑纸包裹，则有
原线圈输入电压为金属线圈感应电动势的有效值
由电压与匝数的关系有
可得
由公式可得，的电功率为
故C错误；
D．根据题意，由A分析可知，当用黑纸包裹，断开开关S，则有
又有
可得
闭合开关S，则有
则
故D错误。
故选A。
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110：9
C．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A
D．受电线圈两端电压的峰值为9V
【答案】C
【解析】A．受电线圈能够给手机电池充电是利用了互感现象，A错误；
B．由于二极管具有单向导电性，受电线圈两端正弦交流电压有效值U2与手机电池充电电压有效值U3满足
解得
则基座线圈和受电线圈的匝数比为
所以B错误；
C．若充电功率达到50W，则机座线圈电流为
所以C正确；
D．受电线圈两端电压的峰值为正弦交流电压有效值的
所以D错误。
故选C。
4．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
【答案】B
【解析】A．由
得
故A错误；
BD．公式
针对的是同一研究对象，故B正确，D错误；
C．根据
因此增大时，输电线路消耗功率减小，故C错误
故选B。
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（　　）