内容正文:
高考总复习首选用卷 物理
第2节 变压器 电能的输送 传感器
考点一 理想变压器的原理
1.一台理想变压器,原线圈两端的输入电压是220 V,副线圈两端的输出电压是110 V,在它正常工作时,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的匝数之比是1∶2
B.原、副线圈中的电流之比是1∶2
C.它的输出功率与输入功率之比是1∶2
D.它的输出功率小于它的输入功率
答案:B
解析:设原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系,可得==,故A错误;根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系,可得==,故B正确;理想变压器的输入功率与输出功率是相等的,故C、D错误。
2.(2022·北京高考)某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上,副线圈输出电压为22000 V,输出电流为300 mA。该变压器( )
A.原、副线圈的匝数之比为100∶1
B.输入电流为30 A
C.输入电流的最大值为15 A
D.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
答案:B
解析:根据理想变压器的电压与匝数之间的关系知,原、副线圈的匝数之比为===,故A错误;根据理想变压器的电流与匝数之间的关系知,原、副线圈中的电流之比为=,可得输入电流为I1=I2=×300×10-3 A=30 A,故B正确;根据正弦交流电电流的最大值与有效值之间的关系知,输入电流的最大值为Im=I1=30 A,故C错误;变压器不会改变交流电的频率,故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1,D错误。
3.(2025·吉林省长春市高三模拟)某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220 V,输出电压为60 V的变压器。由于副线圈烧坏了需要维修,该同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈,如图所示。将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈两端电压为1 V。则( )
A.该充电器原线圈有2200匝
B.该充电器原线圈有5500匝
C.被烧坏的副线圈有300匝
D.被烧坏的副线圈有250匝
答案:C
解析:设该变压器的原、副线圈和新绕线圈的匝数分别为n1、n2、n3,原、副线圈和新绕线圈两端的电压分别为U1、U2、U3,由题意可知,U1=220 V,U2=60 V,U3=1 V,n3=5,对于原线圈与新绕线圈组成的理想变压器,有=,解得n1=·n3=1100,故A、B错误;对于原线圈与副线圈组成的理想变压器,有=,解得n2=·n1=300,故C正确,D错误。
4.为了测量高电压和强电流,常用到变压器的有关原理。如图所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器。若电压互感器上、下线圈的匝数比为1000∶1,电流互感器上、下线圈的匝数比为1∶100,并且知道电压表示数为220 V,电流表示数为10 A,下列说法正确的是( )
A.两输电线间的电压为220 V
B.L2中的电流强度为10 A
C.输电线中输送的功率为2.2×108 W
D.两输电线的电阻为22 Ω
答案:C
解析:已知甲中n1∶n2=1000∶1,电压表示数为220 V,故两输电线间的电压为U=220×1000 V=2.2×105 V,故A错误;已知乙中n3∶n4=1∶100,电流表示数为10 A,故L2中的电流为I=10×100 A=1000 A,故B错误;输电线中输送的功率为P=UI=2.2×108 W,故C正确;两输电线的电阻无法求得,故D错误。
考点二 变压器动态分析
5.(2025·江苏省张家港市高三模拟)如图是变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压稳定,输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的总电阻用R0表示,用户用电器均并联接入电路,变阻器R代表用户用电器的总电阻,如果变压器上的能量损失可以忽略,当用电器增加时,图中各表的读数如何变化( )
A.A1读数减小 B.A2读数增大
C.V2读数增大 D.V3读数增大
答案:B
解析:变压器上的能量损失可以忽略,根据理想变压器电压与匝数的关系有=,变压器的输入电压稳定,则变压器副线圈两端电压U2不变,即电压表V2读数不变,故C错误;当用电器增加时,用电器的总电阻R减小,由I2=可知,副线圈中的电流增大,即电流表A2读数增大,故B正确;用户得到的电压U3=U2-I2R0,由于I2增大,所以电压表V3读数减小,故D错误;变压器上的能量损失可以忽略,则U1I1=U2I2,由于U1、U2不变,I2增大,所以I1增大,即电流表A1读数增大,故A错误。
6.一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )
A.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高
C.U2<U1,U2降低 D.U2<U1,U2升高
答案:C
解析:由题图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因=,则U2<U1;在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,则U2降低。故C正确,A、B、D错误。
7.在如图所示的电路中,理想变压器原线圈接电压有效值恒定的正弦交流电,下列分析正确的是( )
A.只将开关S1从2拨向1,电流表A的示数变小
B.只将开关S1从2拨向1,副线圈两端的电压不变
C.只将开关S2从4拨向3,R1和R2消耗的总功率变大
D.只将开关S3从闭合改为断开,变压器的输入功率变小
答案:D
解析:只将开关S1从2拨向1,理想变压器的原线圈匝数n1变小,由理想变压器的变压公式=,且U1、n2不变,可知副线圈两端的电压U2变大,由I2=可知副线圈中电流I2变大,由理想变压器的变流公式=,且n1变小,n2不变,可知原线圈中的电流I1变大,即电流表A的示数变大,故A、B错误;只将开关S2从4拨向3,理想变压器的副线圈匝数n2变小,由理想变压器的变压公式=,且U1、n1不变,可知副线圈两端的电压U2变小,由P2=可知R1和R2消耗的总功率变小,故C错误;只将开关S3从闭合改为断开,副线圈电路总电阻变大,而U2不变,由P2=可知副线圈电路消耗的功率减小,则变压器的输入功率变小,故D正确。
8.(2024·全国甲卷)(多选)如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态,在原线圈电压U0不变的情况下,为提高R1的热功率,可以( )
A.保持T不动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动
B.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片位置不变
C.将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动
D.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动
答案:AC
解析:保持T不动,则副线圈的匝数不变,根据理想变压器原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈匝数之比,可知副线圈两端电压不变,当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时,R接入电路中的阻值变小,R与R1串联后的总电阻减小,由欧姆定律可知,通过R1的电流I增大,则R1的热功率P=I2R1增大,故A正确;同理可知,将T向b端移动,则副线圈的匝数变小,副线圈两端电压变小,当滑动变阻器R的滑片位置不变时,R接入电路中的阻值不变,R与R1串联后的总电阻不变,由欧姆定律可知,通过R1的电流I减小,则R1的热功率P=I2R1减小,故B错误;将T向a端移动,则副线圈的匝数增加,副线圈两端电压变大,当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时,R接入电路中的阻值变小,R与R1串联后的总电阻减小,由欧姆定律可知,通过R1的电流I增大,则R1的热功率P=I2R1增大,故C正确;将T向b端移动,则副线圈的匝数减少,副线圈两端电压变小,当滑动变阻器R的滑片向e端滑动时,R接入电路中的阻值增大,R与R1串联后的总电阻增大,由欧姆定律可知,通过R1的电流I减小,则R1的热功率P=I2R1减小,故D错误。
考点三 电能的输送
9.(多选)陕西神木750 kV输变电工程投入运行后,对同一输电线路和输送功率,相比原来的250 kV输电,下列说法正确的是( )
A.输电线上的电流频率将变为原来的三分之一
B.输电线上的电流将变为原来的三分之一
C.输电线上损失的电功率将变为原来的三分之一
D.输电线上损失的电压将变为原来的三分之一
答案:BD
解析:高压输电不改变交流电的频率,A错误;根据I=可知,输电电压变为原来的三倍,输送功率恒定的条件下,输电线上的电流将变为原来的三分之一,B正确;输电线上损失的电功率ΔP=I2r,将变为原来的九分之一,C错误;输电线上损失的电压ΔU=Ir,将变为原来的三分之一,D正确。
10.(2024·广东省广州市高三下二模)如图为某发电厂输电示意图,发电厂的输出电压为U,输电线的等效电阻为r,输电线路中的电流为I,理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,则该变压器( )
A.输入电压为U
B.输入电压为Ir
C.输出电压为
D.输出电压为
答案:C
解析:由欧姆定律可知,输电线分压为Ir,则该变压器输入电压为U1=U-Ir,A、B错误;根据理想变压器原、副线圈两端电压之比等于匝数之比,可得=,解得该变压器的输出电压为U2=U1=,故C正确,D错误。
11.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2。在T的原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )
A. B.
C.4r D.4r
答案:C
解析:升压变压器T原线圈电压的有效值U1=,根据=可得,T副线圈两端的电压有效值U2=·,又因为是理想变压器,所以T副线圈的输出功率等于电源的输送电功率P,输电线上的电流I=,输电线上损失的电功率P′=I2·2r=4r,故C正确,A、B、D错误。
12.如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW,发电机的电压U1=250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V。已知输电线上损失的功率P线=5 kW,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A.发电机输出的电流I1=40 A
B.输电线上的电流I线=625 A
C.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11
D.用户得到的电流I4=455 A
答案:C
解析:根据电功率公式P=UI,可知发电机输出的电流I1==400 A,A错误;输电线上损失的功率P线=5 kW,由P线=IR线,可得I线==25 A,故B错误;降压变压器得到的功率即用户得到的功率为P4=P-P线=95 kW,则用户得到的电流I4==≈432 A,D错误;根据理想变压器电流与线圈匝数成反比,可得==,C正确。
13.有一台内阻为1 Ω的发电机,给一个学校照明供电,如图所示,T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器匝数比为4∶1,T1与T2之间输电线的总电阻为10 Ω。全校共有22个班,每班有220 V、40 W的日光灯6只,若保证灯管全部正常发光,则( )
A.输电线上的电流为8 A
B.输电线上损失的电压为240 V
C.发电机的电动势为259 V
D.发电机的输出功率为5280 W
答案:C
解析:设升压变压器T1原、副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器T2原、副线圈匝数分别为n3、n4,22个班灯管都正常工作时,则降压变压器T2副线圈中的电流为I4===24 A,根据理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比,可知输电线上的电流为I3==6 A,A错误;输电线上损失的电压为ΔU=I3R=60 V,B错误;根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比,可知T2原线圈两端的电压为U3=U4=×220 V=880 V,故T1副线圈两端的电压为U2=U3+ΔU=880 V+60 V=940 V,同理可知,T1原线圈两端的电压为U1=U2==235 V,T1原线圈中的电流为I1==24 A,根据闭合电路欧姆定律,发电机的电动势E=U1+I1r=259 V,C正确;发电机的输出功率为P出=U1I1=5640 W,D错误。
考点四 传感器
14.(多选)传感器担负着信息采集的任务,它可以( )
A.将力学量(如形变量)转变成电学量
B.将热学量转变成电学量
C.将光学量转变成电学量
D.将电学量转变成力学量
答案:ABC
解析:传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量,或转换为电路的通断,即把非电学量转换为电学量。故A、B、C正确,D错误。
15.传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。关于图中应用传感器的实际情景,下列说法错误的是( )
A.甲图传感器用来测量位移的微小变化,是位移传感器
B.乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件,是光传感器
C.丙图利用霍尔元件可以测量微小位移,是位移传感器
D.传感器感受力、温度、光、声等信号,把电学信号转换成非电学信号
答案:D
解析:甲图中,当被测物体左、右移动时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,使两极板间的εr变化,由C=可知,该传感器可以把物体微小位移的信息转化为“电容器电容的改变量”这一电学信号,是位移传感器,故A正确;乙图中,A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器,当传送带上的物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值会发生变化,把“物体的挡光次数”这一光信号转化为“阻值变化的次数”的电学信号,是光传感器,故B正确;丙图中,在两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件,当霍尔元件处于中间位置时,磁感应强度B为0,霍尔电压为0,可将该点作为位移的零点,当霍尔元件沿着z轴正、负方向移动时,则有霍尔电压输出,且电压大小、正负与位移大小、正负均相关,从而把微小的位移信号转化为电压这一电学信号,是位移传感器,故C正确;传感器把力、温度、光、声等非电学信号转换成电学信号,故D错误。本题选说法错误的,故选D。
16.(多选)计算机光驱的主要部分是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时,激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是( )
A.当有光照射R1时,处理系统获得高电压
B.当有光照射R1时,处理系统获得低电压
C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
答案:AD
解析:当有光照射R1时,R1电阻减小,处理系统获得高电压,故A正确,B错误;信号处理系统每获得一次高电压就计数一次,故D正确,C错误。
17.(2025·山东省烟台市高三上月考)(多选)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁场垂直于霍尔元件的工作面向上,通入图示方向的电流I,C、D两侧面间会产生电势差,下列说法中正确的是( )
A.电势差的大小仅与磁感应强度有关
B.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势φC>φD
C.仅增大电流I时,电势差变大
D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
答案:BC
解析:设霍尔元件中载流子的电荷量为q,由霍尔元件的工作原理可知,载流子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态,设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、c,有q=qvB,又I=nqvS=nqvbc,可得UCD=,所以UCD与磁感应强度B、电流I、元件的厚度c及元件中的载流子浓度都有关系,且仅增大电流I时,UCD增大,故A错误,C正确;若霍尔元件的载流子是电子,电子定向移动方向与电流方向相反,根据左手定则,电子向D侧面偏转,D侧面带负电,C侧面不带电,所以UCD>0,即φC>φD,B正确;在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,为了让地磁场垂直通过元件的工作面,元件的工作面应保持竖直,D错误。
18.(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈匝数比为9∶1
B.原、副线圈匝数比为1∶9
C.此时a和b的电功率之比为9∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶9
答案:AD
解析:由题意知U=10U灯,a、b均正常发光,则变压器输入电压U1=9U灯,而输出电压U2=U灯,所以原、副线圈匝数比n1∶n2=U1∶U2=9∶1;而I1∶I2=n2∶n1=1∶9,所以两灯功率之比Pa∶Pb=U灯I1∶U灯I2=1∶9。A、D正确,B、C错误。
19.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )
A.U=66 V,k= B.U=22 V,k=
C.U=66 V,k= D.U=22 V,k=
答案:A
解析:设原线圈中电流为I1,由变压器变压公式可得==3,由变压器变流公式有=,由欧姆定律可得,副线圈回路中电阻两端电压U=I2R,联立解得U=66 V。电阻消耗功率P=I2R,由于=,所以原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为,A正确。
20.(2022·山东高考)如图所示的变压器,输入电压为220 V,可输出12 V、18 V、30 V电压,匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u=Umcos(100πt)。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω的电阻R接在BC两端时,功率为12 W。下列说法正确的是( )
A.n1为1100匝,Um为220 V
B.BC间线圈匝数为120匝,流过R的电流为1.4 A
C.若将R接在AB两端,R两端的电压为18 V,频率为100 Hz
D.若将R接在AC两端,流过R的电流为2.5 A,周期为0.02 s
答案:D
解析:理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为=,解得原线圈的匝数n1=2200匝,变压器的输入电压为220 V,原线圈中交流电的电压与时间成余弦函数关系,故输入交流电的电压最大值为Um=220 V,A错误;将R接在BC两端时,根据P=可知,BC间的电压UBC=12 V,根据变压规律有=,解得BC间线圈匝数为nBC=120匝,流过R的电流为IBC== A=1 A,B错误;若将R接在AB两端,根据题意可知,AB间的电压为18 V,根据原线圈中交流电的电压表达式可知,ω=100π rad/s,变压器不改变正弦式交变电流的频率,故R两端电压的频率为f==50 Hz,C错误;若将R接在AC两端,根据题意可知,AC间的电压为30 V,根据欧姆定律可知,流过电阻R的电流为IAC== A=2.5 A,周期为T==0.02 s,D正确。
21.(2022·北京高考)某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示,电路中的R1和R2,其中一个是定值电阻,另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高,对压力传感器的压力越大,压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时,控制开关自动开启低水位预警;当a、b两端的电压小于U2(U1、U2为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是( )
A.U1<U2
B.R2为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大,开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大,开启低水位预警时的水位越高
答案:C
解析:根据题意可知,当a、b两端的电压Uab>U1时,开启低水位预警,Uab<U2时,开启高水位预警,则U2≤Uab≤U1时不预警,故U1≥U2,A错误;根据题意可知,水位越高,压力传感器的电阻值越小,a、b两端的电压越小,根据串联电路分压规律可知,R1为压力传感器,B错误;根据闭合电路及部分电路欧姆定律可知,a、b两端的电压为Uab=R1=,开启低水位和高水位预警时a、b两端的临界电压均不变,若定值电阻R2的阻值越大,则压力传感器R1的阻值均越大,水位均越低,C正确,D错误。
22.如图为“日”字形变压器的示意图,左右两臂相同,中间和两臂上分别绕有匝数为n0、n1、n2的线圈,线圈匝数比n0∶n1∶n2=10∶4∶5,两臂电路中接有相同的电阻R。将中间线圈接入电压u0=36sin(100πt) V的交变电流,下列说法正确的是( )
A.每匝线圈中磁通量的变化率都相同
B.电压表V1的示数为14.4 V
C.电压表V1和V2示数比为4∶5
D.电流表A1和A2示数比为5∶4
答案:C
解析:由磁通量的定义可知,穿过中间线圈的磁通量等于穿过左右两臂上线圈的磁通量之和,又左右两臂相同,可知穿过中间线圈的磁通量的变化率为穿过左右每个臂上线圈的磁通量变化率的两倍,故A错误;输入电压的有效值为U0= V=36 V,设磁通量变化率的最大值为,则==×=,同理得=,解得U1=7.2 V,U2=9 V,则电压表V1和V2示数比为U1∶U2=4∶5,电流表A1和A2示数比为I1∶I2=∶=U1∶U2=4∶5,故C正确,B、D错误。
23.(2024·广西河池市高三一模)输电能耗演示电路如图所示。左侧理想变压器原、副线圈匝数比为1∶4,输入电压有效值为9 V的正弦式交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为4 Ω,负载R的阻值为8 Ω。右侧理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R消耗的功率为P。以下计算结果正确的是( )
A.P=16 W B.P=32 W
C.P=64 W D.P=72 W
答案:B
解析:根据题意可知,左侧理想变压器原线圈两端的电压为U1=9 V,根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数成正比,有=,所以左侧理想变压器副线圈两端电压U2=36 V,设输电线路中的电流为I2,根据欧姆定律可得右侧理想变压器原线圈两端电压U3=U2-I2r,根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数成正比,有=,根据理想变压器原、副线圈中电流与匝数成反比,有=,由欧姆定律可知U4=I4R,联立并代入数据解得I4=2 A,所以负载R消耗的功率P=IR=32 W,故选B。
24.(2023·山东高考)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1=250 V,输出功率500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1,输电线总电阻R=62.5 Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U4=220 V,功率88 kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶44
答案:C
解析:由题知,发电机的输出电压U1=250 V,输出功率P1=500 kW,则输出电流I1==2×103 A,A错误;用户端电压U4=220 V,功率P4=88 kW,则电流I4==400 A,又=,解得I3=8 A,则输电线上损失的功率为P损=IR=4 kW,B错误;由能量守恒有P1=P损+P4+P储,解得输送给储能站的功率P储=408 kW,C正确;由P2=P损+P4=I3U2,解得U2=11500 V,再根据=,解得=,D错误。
25.(2022·湖北高考)(多选)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220 V、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 V
B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1
C.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
答案:AC
解析:因工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,则穿过接收线圈的磁通量变化率约为穿过发射线圈的80%,D错误;根据交流电有效值与峰值的关系及法拉第电磁感应定律,有==
,可得接收线圈的输出电压约为U2==8 V,故A正确;由于存在漏磁现象,接收线圈与发射线圈中电流之比I2∶I1≠n1∶n2=1100∶50=22∶1,故B错误;发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相同,则交变电流的频率相同,故C正确。
26.(2021·河北高考)(多选)如图,发电机的矩形线圈长为2L、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n0、n1和n2,两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度ω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R2的电流为
B.电阻R2两端的电压为
C.n0与n1的比值为
D.发电机的功率为
答案:BC
解析:由题知理想电流表读数为I,根据欧姆定律有U1=IR1,根据理想变压器电压与匝数的关系有=,=,解得U0=IR1,U2=IR1,再由欧姆定律有U2=I2R2,可得I2=I,A错误,B正确;矩形线圈产生的交变电动势的最大值为Emax=NBSω=2NBL2ω,则U0==NBL2ω,代入U0=IR1,得=,C正确;由于变压器为理想变压器,则发电机的功率P0=P1+P2=U1I+U2I2,由U0的表达式结合=,=,得U1=,U2=,将I2=I及U1、U2的表达式代入P0的表达式,得P0=·,D错误。
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