2019-2020年高中物理阶段验收评估四远距离输电鲁科版.doc

2019-2020年高中物理阶段验收评估四远距离输电鲁科版一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1关于电能输送的分析，下列说法正确的是()A由公式P知，输电电压越高，输电线上功率损失越大B由公式P知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C由公式PI2R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大D由公式PUI知，输电线上的功率损失与电流成正比解析：选C输电线上损失的功率P损I2R线，公式中的U损指输电线上(即电阻R线)的分压，而不是输电电压，A、B两项错；公式PUI是电源提供的总电功率，而不是输电线上损失的电功率，D项错。2理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n2101，原线圈两端接通交流电源，则下列判断错误的是()A原、副线圈中电流频率之比f1f2101B原、副线圈两端电压之比为U1U2101C原、副线圈内交变电流之比I1I2110D变压器输入和输出的功率之比P1P211解析：选A根据变压器的电压比和电流比可知选项B、C是正确的。对于理想变压器，输入与输出的功率应相等，即P1P2，所以选项D是正确的。变压器不改变电流频率，A错误。3.如图1所示为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管。视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变。调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后()图1A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为12解析：选C设原线圈输入电压为U1，原线圈的匝数为n1，副线圈输出电压为U2，副线圈的匝数为n2，则，当副线圈的输出电压降为原来的一半时，副线圈的匝数减为原来的，C项正确；由I2，可知副线圈的电流减为原来的一半，A项错误；由P，可知副线圈输出的功率减为原来的，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，因此原线圈的输入功率也减为原来的，B、D项错误。4如图2所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B T的水平匀强磁场中，线圈面积S0.5 m2，内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度10 rad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 V,12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是()图2A通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB变压器原、副线圈匝数之比为101C矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD若将灯泡更换为“12 V,24 W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速解析：选B由2f可得通过灯泡的交变电流的频率是5 Hz，选项A错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为NBS1000.510 V120 V，变压器输入电压为120 V，由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为101，选项B正确，C错误；若将灯泡更换为“12 V, 24 W”且保证其正常发光，不需要增大矩形线圈的转速，选项D错误。5如图3所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()图3A交流电压表V2和V3的示数一定都变小B交流电压表V3的示数变小C交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D只有A1的示数变大解析：选B在理想变压器中，因为U不变，故V2示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，A2示数增大，由P入P出，即I1U1I2U2可知A1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，V3测R2两端电压，故V3示数变小。R1两端电压减小，故流过R1处的电流I3变小，A3示数变小，故B正确。6图4甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2， 为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是()图4A电压表的示数等于5 VB电压表的示数等于 VC. 实现点火的条件是1 000D实现点火的条件是1 000，C正确D错误。7图5为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n4n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时()图5AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率小于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压解析：选CD远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率，C项正确；而比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，由P损I22R可知，A1示数小于A2示数，A项错；根据欧姆定律可知，R2两端电压小于R4两端电压，D项正确；由于输电线上损失电压不同，故两灯泡两端电压不同，故亮度不同，B项错。8某同学设计的家庭电路保护装置如图6所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()图6A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析：选ABD当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，当电路正常工作时，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，A正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即L2中的磁通量不变，B正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，L2不产生感应电流，开关K不会被电磁铁吸起，C错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不等，在铁芯内产生的磁通量不为零，L2中产生感应电流，开关K被电磁铁吸起，D正确。二、计算题(共3小题，共52分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(16分)如图7所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80104 V的霓虹灯供电，使它正常发光。为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断。图7(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？解析：(1)根据理想变压器的特点，有I1U1I2U2。当I212 mA时，I1即为熔断电流，代入数据得I10.98 A。(2)设副线圈中电流为I210 mA，变压器的输入功率为P1，则有P1I2U2。代入数据得P1180 W。答案：见解析10(18分)如图8所示，理想降压变压器的变压系数是3，即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比是31，初级线圈的输入电压是660 V。用这台变压器给100个标有“220 V60 W”的灯泡供电，假设灯泡电阻恒定，变压器到灯泡间的输电线总电阻约0.2 。(计算结果保留两位小数)求：图8(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通时灯泡两端的电压；(3)每个灯泡的实际功率。解析：(1)设空载时次级线圈的输出电压为U2，由得U2U1220 V。因为空载，次级线圈的负载电阻R2，次级线圈中的电流为零，所以I20，PI2U20。(2)接通电路后，100个灯泡并联的总电阻为R外8.067 ，次级线圈中的电流I2 A灯泡两端的电压U2I2R外214.68 V。(3)每个灯泡的实际功率PU2 W57.13 W。答案：(1)220 V0(2)214.68 V(3)57.13 W11(18分)如图9所示是交流发电机模型示意图，n100匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B T的水平匀强磁场中，线框面积S0.48 m2。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度100 rad/s匀速转动，并与理想升压变压器相连，升压变压器的原、副线圈匝数比为25，理想降压变压器副线圈接入一只“12 V30 ”的灯泡，且灯泡正常发光，线框、输电线路的电阻都不计。图9(1)将图示时刻记为t0，指出此刻线圈中的电流方向，并写出该正弦交流电的瞬时表达式；(2)求降压变压器的原、副线圈匝数比；(3)求灯泡正常发光时，电流表的读数。解析：(1)利用右手定则判断得到，电流方向为DCBAD。该正弦交流电的瞬时表达式为enBSsin(t0)，代入相关数据得e480sin(100t) V。(2)发电机的电动势有效值是480 V，升压变压器的原、副线圈匝数比为25由，得升压变压器副线圈的电压U21 200 V由于灯泡正常发光，则通过降压变压器电压降为12 V线路电阻不计，U2U3得。(3)灯泡正常发光时，P4.8 W利用理想变压器功率不变原理得发电机输出功率P4.8 WPU1I1，解得电流表的读数，I10.01 A。答案：(1)电流方向为DCBADe480sin V(2)1001(3)0.01 A