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2019-2020年高考物理冲刺复习物理精练64例题左图所示是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为A.110VB.156VC.220VD.311V解从u-t图象看出,每个周期的前半周期是正弦图形,其有效值为220V;后半周期电压为零根据有效值的定义,,得U=156V,选B例题交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电阻为R当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求⑴通过R的电荷量q为多少?⑵R上产生电热QR为多少?⑶外力做的功W为多少?解⑴按照电流的定义I=q/t,计算电荷量q应该用电流的平均值即,这里电流和电动势都必须要用平均值,不能用有效值、最大值或瞬时值⑵求电热应该用有效值,先求总电热Q,再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR这里的电流必须要用有效值,不能用平均值、最大值或瞬时值⑶根据能量守恒,外力做功的过程是机械能向电能转化的过程,电流通过电阻,又将电能转化为内能,即放出电热因此W=Q一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能例题曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图9为其结构示意图图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点、与ab边平行,它的一端有一半径r0=
1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图2所示当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感强度B=
0.010T,自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=
4.0cm,大齿轮的半径R3=
10.0cm以(见图10)现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=
3.2V?(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)解析当自行车车轮转动时,通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动,线框中产生一正弦交流电动势,其最大值 式中ω0为线框转动的角速度,即摩擦小轮转动的角速度发电机两端电压的有效值设自行车车轮转动的角速度为ω1,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,有小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同,也为ω1设大齿轮转动的角速度为ω,有由以上各式解得代人数据得ω=
3.2rad/s例题如图所示,一理想变压器的原、副线圈分别由双线ab和cd(匝数都为n1),ef和gh(匝数都为n2)组成,用I1和U1表示输入电流和电压,I2和U2表示输出电流和电压.在下列四种连接法中,符合的是A.b与c连接,以a、d为输入端;f与g连,以e、h为输出端B.b与c相连,以a、d为输入端;e与g相连,f与h相连为输出端C.a与c相连,b与d相连为输入端;f与g相连,以e、h为输出端D.a与c相连,b与d相连为输入端;e与g相连,f、h相连为输出端正确答案为A与D,根据变压器原理,引导学生找原副线圈匝数例题如图所示的理想变压器供电线路中,若将开关S闭合,电流表A1的示数将,电流表A2的示数将,电流表A3的示数将,电压表V1的示数将,电压表V2将答案V
1、V1的示数均不变,A1变大,A2不变,A3变大例题在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器如下所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是解电流互感器要把大电流变为小电流,因此原线圈的匝数少,副线圈的匝数多监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中选A例题某交流发电机输出功率为5×105W,输出电压为U=
1.0×103V,假如输电线的总电阻R=10Ω,在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%,用户使用电压U=380V1画出输电线路的示意图(标明各部分的符号);2所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(使用的变压器是理想变压器)分析输电线路的示意图如下各部分关系式为U∶U1=n1∶n2I2∶I1=n1∶n2U2∶U用=n3∶n4I3∶I2=n3∶n4U1=U损+U2P=P损+P用户P损=I22R解析I1==500AP损=5%P=5%×5×105=
2.5×104WP损=I22RI2==50AI3=A所以例题理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝,电源电压为U1=220Vn2上连接的灯泡的实际功率为36W,测得初级线圈的电流为I1=
0.3A,求通过n3的负载R的电流I3解由于两个次级线圈都在工作,所以不能用I∝1/n,而应该用P1=P2+P3和U∝n由U∝n可求得U2=36V,U3=1000V;由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=
0.03A例题学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4Ω,全校22个教室,每个教室用“220V,40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则⑴发电机的输出功率多大?⑵发电机的电动势多大?⑶输电线上损耗的电功率多大?解⑴所有灯都正常工作的总功率为22×6×40=5280W,用电器总电流为A,输电线上的电流A,降压变压器上U2=4U2/=880V,输电线上的电压损失为Ur=IRR=24V,因此升压变压器的输出电压为U1/=UR+U2=904V,输入电压为U1=U1//4=226V,输入电流为I1=4I1/=24A,所以发电机输出功率为P出=U1I1=5424W⑵发电机的电动势E=U1+I1r=250V⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W例题在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失有一个坑口电站,输送的电功率为P=500kW,当使用U=5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度求⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r⑵若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电?解;⑴由于输送功率为P=500kW,一昼夜输送电能E=Pt=1xx度,终点得到的电能E/=7200度,因此效率η=60%输电线上的电流可由I=P/U计算,为I=100A,而输电线损耗功率可由Pr=I2r计算,其中Pr=4800/24=200kW,因此可求得r=20Ω⑵输电线上损耗功率,原来Pr=200kW,现在要求Pr/=10kW,计算可得输电电压应调节为U/=
22.4kV参考答案。