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1、
【優(yōu)化方案】2013年高中物理 電子題庫 第三章 3知能演練輕松闖關(guān) 教科版選修1-1
1.(2012·江蘇學(xué)業(yè)水平模擬)對(duì)于電能輸送的以下說法,正確的是( )
A.輸送電能的基本要求是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠
B.減小輸電導(dǎo)線上功率損失的唯一方法是采用高壓輸電
C.減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的唯一方法是增大導(dǎo)線的橫截面積
D.實(shí)際輸電時(shí),要綜合考慮各種因素,如輸送功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等
解析:選D.輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì).減小輸電線上的功率損失可采用高壓輸電,也可采用減小輸電線電阻,即增大導(dǎo)線橫截面積的方法.實(shí)際輸電時(shí),應(yīng)綜合考慮各種因素.
2.下列關(guān)
2、于變壓器的說法中正確的是( )
A.變壓器是把電能通過磁場能再次轉(zhuǎn)換成電能的裝置
B.變壓器的原、副線圈組成閉合回路
C.變壓器的鐵芯中產(chǎn)生交變電流
D.變壓器的副線圈中產(chǎn)生直流電
答案:A
3.遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電,我國正在研究用比330 kV高得多的電壓進(jìn)行輸電.采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是( )
A.可增大輸電電流
B.可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率
C.可減少輸電線上的能量損失
D.可加快輸電的速度
解析:選C.輸電線上的功率損失ΔP=I2r,又P=UI,可得ΔP=r,C選項(xiàng)正確.
4.下列關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線上熱損耗的說法中,正確的是( )
A.因?yàn)闊?/p>
3、功率P=,所以應(yīng)降低輸送電壓,增大輸電導(dǎo)線電阻,才能減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗
B.因?yàn)闊峁β蔖=IU,所以應(yīng)采用低電壓、小電流輸電,才能減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗
C.因?yàn)闊峁β蔖=I2R,所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗
D.以上說法均不正確
解析:選C.不能盲目看公式,要注意其物理意義的表達(dá),在求熱損耗時(shí)用P損=I2R線或P熱=U線I線,也可用P=,但U必須為輸電線兩端的電壓.
5.汽車等交通工具用電火花點(diǎn)燃汽油混合氣,如圖3-3-5所示.已知汽車蓄電池電壓為12 V,變壓器匝數(shù)之比為1∶100,當(dāng)開關(guān)S閉合后,火花塞上電壓為多少?開關(guān)S從閉合到突然
4、斷開這一過程,可為火花塞提供瞬時(shí)高電壓,產(chǎn)生電火花.蓄電池提供的是直流電,為什么變壓器的副線圈也能得到高電壓呢?
圖3-3-5
答案:開關(guān)S閉合后,變壓器原線圈中是恒定電流,鐵芯中的磁通量不變,副線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢,火花塞上電壓為零.當(dāng)開關(guān)從閉合到突然斷開,鐵芯中磁通量突然變小,副線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高電壓(脈沖高電壓可達(dá)104 V左右),使火花塞產(chǎn)生電火花.
一、選擇題
1.中央電視臺(tái)《焦點(diǎn)訪談》多次報(bào)道某些邊遠(yuǎn)落后農(nóng)村電價(jià)過高,農(nóng)民負(fù)擔(dān)過重,其中客觀原因是電網(wǎng)陳舊老化.近年來進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)改造,為減少遠(yuǎn)距離輸電的損耗而降低用電價(jià)格可采取的措施有( )
A.提高輸送功率
5、B.增大輸送電流
C.提高輸電電壓
D.減小輸電導(dǎo)線的橫截面積
解析:選C.減小輸電損失就要減小電流,由P=IU可知,應(yīng)提高輸電電壓.
2.如圖3-3-6所示,可以將電壓升高提供給電燈的變壓器是( )
圖3-3-6
解析:選C.因?yàn)閚2>n1時(shí),U2>U1,變壓器使電壓升高,這種變壓器叫做升壓變壓器;又變壓器只能改變交流電壓,而不能直接改變直流電壓.由題圖可看出C選項(xiàng)正確.
3.某電站用11 kV交變電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為R.現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220 kV送電,下列哪個(gè)選項(xiàng)正確( )
A.因I=,所以輸電線上的電流增為原來的20倍
B.因I=,所
6、以輸電線上的電流減為原來的
C.因P=,所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍
D.若要使輸電線上損失的功率不變,可將輸電線的電阻減為原來的
解析:選B.因?yàn)檩斔偷墓β室欢?,由I=可知,當(dāng)輸送的電壓增為原來的20倍時(shí),電流減為原來的,所以選項(xiàng)A錯(cuò)B對(duì).選項(xiàng)C中,R是輸電線的電阻,而U是輸送的總電壓,R與U不對(duì)應(yīng),所以P=是錯(cuò)誤的.輸電線上損失的功率一般用ΔP=I2R計(jì)算不容易出錯(cuò).從選項(xiàng)B中已經(jīng)知道電流減為原來的,若ΔP不變,則輸電線的電阻可增為原來的400倍,所以D錯(cuò).
4.如圖3-3-7所示為四種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖,它們所用的白熾燈泡相同,且都是“220 V 40 W”.
7、當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí),哪種臺(tái)燈消耗的功率最小( )
圖3-3-7
解析:選C.臺(tái)燈的消耗功率是指包含燈泡和其他輔助器件的總功率.由A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)分析可知:C選項(xiàng)中理想變壓器功率損耗為零,電源輸出的總功率(臺(tái)燈消耗功率)只有燈泡的功率20 W.而其他選項(xiàng)中,不論滑動(dòng)變阻器是分壓接法還是限流接法,滑動(dòng)變阻器上總有功率損耗,臺(tái)燈的消耗功率都大于20 W.故C選項(xiàng)正確.
5.輸電線的電阻共計(jì)r,輸送的電功率是P,用電壓U輸送電,則用戶能得到的電功率為( )
A.P B.P-r
C.P- D.r
解析:選B.由關(guān)系P=ΔP+P用,得P用=P-Δ
8、P,而損失功率ΔP=I2r=r,所以B項(xiàng)正確.
6.(2012·揚(yáng)州中學(xué)高二檢測)理想變壓器工作時(shí),原線圈輸入與副線圈輸出的物理量一定相同的是( )
A.電壓有效值
B.電流有效值
C.交變電流的頻率
D.交變電流的功率
解析:選CD.理想變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,理想變壓器不消耗能量.
7.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,原線圈接在u=311sin100πt V的交流電源上,副線圈所接的負(fù)載電阻為11 Ω,則副線圈( )
A.電流的有效值為5 A
B.電壓的最大值為77.78 V
C.消耗的功率為275 W
D.消耗的功率為550 W
解析:選ABC
9、.根據(jù)=,得U2=U1=× V≈55 V,所以I2==A=5 A
電壓的最大值為55 V≈77.78 V,消耗的功率P=I2R=275 W.
8.如圖3-3-8為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖.關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電,下列表述正確的是( )
圖3-3-8
A.增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失
B.高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗的
C.在輸送電壓一定時(shí),輸送的電功率越大,輸電過程中的電能損失越小
D.高壓輸電必須綜合考慮各種因素,不一定是電壓越高越好
解析:選ABD.根據(jù)P=I2R可知,在電流I一定的情況下,減小電阻R可以減少電路上的電能損失,而R=ρ,
10、所以增大輸電線橫截面積S有利于減少輸電過程中的電能損失,A對(duì);由公式P=I2R可得,若設(shè)輸送的電功率為P′,則P=R,可見,在輸送電壓U一定時(shí),輸送的電功率P′越大,輸電過程中的電能損失越大,C錯(cuò)誤.
二、非選擇題
圖3-3-9
9.如圖3-3-9所示,一理想變壓器的原線圈接在電壓為220 V的正弦交流電源上,兩副線圈匝數(shù)分別為n2=16匝、n3=144匝,通過理想二極管、單刀雙擲開關(guān)與一只“36 V,18 W”的燈泡相連(燈泡電阻不變),當(dāng)開關(guān)接1時(shí),燈泡正常發(fā)光,求
(1)原線圈的匝數(shù)n1;
(2)當(dāng)開關(guān)接2時(shí),燈泡兩端電壓的有效值.
解析:(1)由=得n1=880匝.
11、(2)開關(guān)接2時(shí),有=,解得U=40 V,設(shè)交變電流的周期為T,則·=T,U′=20 V.
答案:(1)880匝 (2)20 V
10.發(fā)電廠輸出的交流電壓為2.2萬伏,輸送功率為2.2×106 W,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶的電壓為220 V,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為22 Ω,求:
(1)輸電導(dǎo)線上損失的電功率;
(2)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比.
解析:(1)應(yīng)先求出輸送電流,由
I線=P總/U總=2.2×106/2.2×104 A=100 A
則損失的電功率為
P損=I2R線=1002×22 W=2.2×105 W.
(2)降壓變壓器原線圈電壓U1為
U1=U總-U線=U總-I線R線
=2.2×104 V-100×22 V=19800 V
所以原副線圈匝數(shù)比===90∶1.
答案:(1)2.2×105 W (2)90∶1
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