新高考物理二輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)專(zhuān)練熱點(diǎn)10 理想變壓器和遠(yuǎn)距離輸電物理模型（2份打包，原卷版+解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1.高考中交流電路部分主要考查交變電流的產(chǎn)生和描述、交流電有效值、變壓器的規(guī)律及動(dòng)態(tài)分析、遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)點(diǎn)。對(duì)理想變壓器問(wèn)題應(yīng)該從電磁感應(yīng)的本質(zhì)、電壓比、電流比和能量的觀點(diǎn)幾個(gè)方面正確理解。遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題應(yīng)該分段分析，注意各段電壓、電流、功率的關(guān)系。掌握輸送電過(guò)程中功率損失和電壓損失。
2.理想變壓器和遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題有時(shí)也和電磁感應(yīng)一起考查，熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流的方向。
一.理想變壓器基本模型
（1）理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征。
構(gòu)造：兩組線(xiàn)圈（原、副線(xiàn)圈）繞在同一個(gè)閉合鐵心上構(gòu)成所謂的變壓器。
作用：在辦理送電能的過(guò)程中改變電壓。
原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
特征：正因?yàn)槭抢秒姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過(guò)程中改變交流電壓。
（2）理想變壓器的理想化條件及規(guī)律
如圖所示，在理想變壓器的原線(xiàn)圈兩端加交流電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線(xiàn)圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有
SKIPIF 1 < 0
忽略原、副線(xiàn)圈內(nèi)阻，有 SKIPIF 1 < 0 。
另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為任意時(shí)刻穿過(guò)原、副線(xiàn)圈的磁感線(xiàn)條數(shù)都相同，于是又有 SKIPIF 1 < 0 。
由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為 SKIPIF 1 < 0 。
在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括了線(xiàn)圈內(nèi)能量損失和鐵心內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱(chēng)為“銅損”和“鐵損”），有 SKIPIF 1 < 0 ，而 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 。
于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為 SKIPIF 1 < 0 。
由此可見(jiàn)：
①理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線(xiàn)圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線(xiàn)圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實(shí)際上還忽略了變壓器原、副線(xiàn)圈電路的功率因素的差別）。
②理想變壓器的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想化條件下的新的表現(xiàn)形式。
二．變壓器原線(xiàn)圈接有負(fù)載模型----等效法
1.變壓器原線(xiàn)圈接有負(fù)載R時(shí)，原、副線(xiàn)圈的制約關(guān)系依然成立，但電路輸入的總電壓U不再等于變壓器原線(xiàn)圈的電壓U1，而是U＝U1＋U負(fù)載，顯然U≠U1.變壓器原、副線(xiàn)圈兩端的功率也始終相等，但電路輸入的電功率P也不等于原線(xiàn)圈兩端的功率P1，而是P＝P1＋P負(fù)載．
2.等效負(fù)載電阻法
變壓器等效負(fù)載電阻公式的推導(dǎo)：
設(shè)理想變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為n1：n2，原線(xiàn)圈輸入電壓為U1，副線(xiàn)圈負(fù)載電阻為R，如圖1（1）所示，在變壓器正常工作時(shí)，求a、b間的等效電阻。
先畫(huà)出等效電路圖如圖1（2）所示，設(shè)變壓器等效負(fù)載電阻為 SKIPIF 1 < 0
在（1）中由變壓器的分壓規(guī)律： SKIPIF 1 < 0 得：
SKIPIF 1 < 0 ，所以負(fù)載電阻R消耗的功率為：
SKIPIF 1 < 0
在（2）中等效電阻消耗的功率為： SKIPIF 1 < 0
因 SKIPIF 1 < 0 ，所以等效電阻為： SKIPIF 1 < 0 （重要結(jié)論）
三、多組副線(xiàn)圈的理想變壓器模型
如圖所示，原線(xiàn)圈匝數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ，兩個(gè)副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 相應(yīng)的電壓分別為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，相應(yīng)的電流分別為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 根據(jù)理想變壓器的工作原理可得 SKIPIF 1 < 0 ①
SKIPIF 1 < 0 ②可得
SKIPIF 1 < 0 ③
根據(jù) SKIPIF 1 < 0 得： SKIPIF 1 < 0 ④將
①③代入④得 SKIPIF 1 < 0 整理得
SKIPIF 1 < 0
四、理想變壓器動(dòng)態(tài)分析模型
【模型結(jié)構(gòu)】1．變壓器動(dòng)態(tài)分析流程圖
eq \x(\a\al(輸入電,壓U1))→eq \x(\a\al(輸出電,壓U2))→eq \x(\a\al(輸出電,流I2))→eq \x(\a\al(輸入電,壓I1))→eq \x(\a\al(輸入功,率P1))
2．涉及問(wèn)題
(1)U2＝eq \f(n2,n1)U1，當(dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2都不會(huì)改變．
(2)輸出電流I2決定輸入電流I1．
(3)輸出功率P2決定輸入功率P1．
五．遠(yuǎn)距離輸電的電模型
1.五個(gè)關(guān)系式
(1)eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)，eq \f(U3,n3)＝eq \f(U4,n4).
(2)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，P入＝P出．
(3)升壓變壓器原線(xiàn)圈的電流I1＝eq \f(P1,U1)，副線(xiàn)圈的電流I2＝eq \f(P2,U2)，U2為輸送電壓．
(4)功率損失：ΔP＝Ieq \\al(2,2)R線(xiàn)＝eq \f(?U2－U3?2,R線(xiàn))，P2＝P3＋ΔP.
(5)電壓關(guān)系：U2＝I2R線(xiàn)＋U3.
2.解遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的思路
(1)正確畫(huà)出輸電過(guò)程示意圖并在圖上標(biāo)出各物理量．
(2)抓住變壓器變壓前后各量間關(guān)系，求出輸電線(xiàn)上的電流．
(3)計(jì)算電路功率問(wèn)題時(shí)常用關(guān)系式：P損＝Ieq \\al(2,線(xiàn))R線(xiàn)，注意輸電線(xiàn)上的功率損失和電壓損失．
(4)電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則說(shuō)明原線(xiàn)圈電流由副線(xiàn)圈電流決定.
3.輸電線(xiàn)路功率損失的計(jì)算方法
(1)P損＝P－P′，P為輸送的功率，P′為用戶(hù)所得功率．
(2)P損＝Ieq \\al( 2,線(xiàn))R線(xiàn)＝(eq \f(P2,U2))2R線(xiàn)．，I線(xiàn)為輸電線(xiàn)路上的電流，R線(xiàn)為線(xiàn)路電阻．
當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電線(xiàn)上損耗的功率就減小到原來(lái)的eq \f(1,n2).
(3)P損＝eq \f(ΔU2,R線(xiàn))，ΔU為輸電線(xiàn)路上損失的電壓，R線(xiàn)為線(xiàn)路電阻．
(4)P損＝ΔUI線(xiàn)，ΔU為輸電線(xiàn)路上損失的電壓，I線(xiàn)為輸電線(xiàn)路上的電流．
4.關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的處理思路
(1)畫(huà)出輸電線(xiàn)路圖，將已知量和未知量標(biāo)在圖中相應(yīng)位置；
(2)將輸電線(xiàn)路劃分為幾個(gè)獨(dú)立回路；
(3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式等確定各部分回路物理量之間的關(guān)系；
(4)根據(jù)升壓、降壓，原、副線(xiàn)圈的電壓、電流關(guān)系和功率關(guān)系列式求解。
5.遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析思路及常見(jiàn)的“三個(gè)誤區(qū)”
（1）分析思路：對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)→降壓變壓器→用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析．
（2）三個(gè)誤區(qū)：
(1)不能正確地利用公式P損＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(P2,U2)))2R計(jì)算輸電線(xiàn)上的損耗功率導(dǎo)致錯(cuò)誤；
(2)不能正確理解升壓變壓器的輸出電壓U2、降壓變壓器的輸入電壓U3和輸電線(xiàn)上損失的電壓ΔU的關(guān)系導(dǎo)致錯(cuò)誤，三者關(guān)系是U2＝ΔU＋U3；
(3)不能正確理解升壓變壓器的輸入功率P1、降壓變壓器的輸出功率P4和輸電線(xiàn)上損失的功率P損的關(guān)系導(dǎo)致錯(cuò)誤，三者關(guān)系是P1＝P損＋P4.
（建議用時(shí)：60分鐘）
一、單選題
1．（2024·湖南邵陽(yáng)·統(tǒng)考一模）如圖所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 接在電壓有效值恒定的交流電源上，已知電阻 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，當(dāng)電鍵 SKIPIF 1 < 0 接通，電鍵 SKIPIF 1 < 0 斷開(kāi)時(shí)， SKIPIF 1 < 0 的功率為 SKIPIF 1 < 0 ；當(dāng)電鍵 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 均接通時(shí)， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的功率之和也為 SKIPIF 1 < 0 ，則電阻 SKIPIF 1 < 0 的阻值為（導(dǎo)線(xiàn)的電阻不計(jì)）（）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
2．（2024·廣東肇慶·統(tǒng)考二模）生活中選擇保險(xiǎn)絲時(shí)，其熔斷電流是很重要的參數(shù)。如圖所示，一個(gè)理想變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為11∶2，原線(xiàn)圈兩端a、b接正弦式交流電源，在原線(xiàn)圈前串聯(lián)一個(gè)規(guī)格為“熔斷電流0.2A、電阻5Ω”的保險(xiǎn)絲，電壓表V的示數(shù)穩(wěn)定為220V，電壓表為理想電表，若電路可以長(zhǎng)時(shí)間正常工作，下列說(shuō)法正確的是（）

A．通過(guò)電阻R的最大電流的有效值為1.1A
B．電阻R兩端的電壓的有效值為36V
C．由題給條件不能計(jì)算出電阻R阻值的最小值
D．正弦式交流電源電壓的有效值也為220V
3．（2024·青?！ばＢ?lián)考一模）某理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，原線(xiàn)圈與定值電阻 SKIPIF 1 < 0 串聯(lián)后接入輸出電壓大小恒定的正弦交流電源，副線(xiàn)圈電路中接有理想交流電流表和滑動(dòng)變阻器 SKIPIF 1 < 0 （最大阻值為 SKIPIF 1 < 0 ），開(kāi)始時(shí)滑片 SKIPIF 1 < 0 位于滑動(dòng)變阻器電阻絲的中央位置，如圖所示?，F(xiàn)將滑片 SKIPIF 1 < 0 向下滑至電阻絲距下端長(zhǎng)度四分之一處的 SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)記為 SKIPIF 1 < 0 ，將滑片 SKIPIF 1 < 0 向上滑至電阻絲距下端長(zhǎng)度四分之三處的 SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)記為 SKIPIF 1 < 0 ，已知 SKIPIF 1 < 0 ，則 SKIPIF 1 < 0 為（）

A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
4．（2024·福建·一模）如圖所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1︰n2=2︰1，輸入端接在 SKIPIF 1 < 0 （V）的交流電源上，R1為電阻箱，副線(xiàn)圈連在電路中的電阻R=10Ω，電表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）
A．當(dāng)R1=0時(shí)，電壓表的讀數(shù)為 SKIPIF 1 < 0
B．當(dāng)R1=0時(shí)，若將電流表?yè)Q成規(guī)格為“5V 5W”的燈泡，燈泡能正常發(fā)光
C．當(dāng)R1=10Ω時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A
D．當(dāng)R1=10Ω時(shí)，電壓表的讀數(shù)為6V
5．如圖所示為某小型輸電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率恒為 SKIPIF 1 < 0 。升壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為1:10，在輸電線(xiàn)路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為1:10，電流表的示數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ，輸電線(xiàn)的總電阻 SKIPIF 1 < 0 。下列說(shuō)法正確的是（）

A．升壓變壓器的原線(xiàn)圈輸入電壓 SKIPIF 1 < 0
B．電流互感器是一種降壓變壓器
C．將滑動(dòng)觸頭 SKIPIF 1 < 0 下移，用戶(hù)獲得的電壓將增大
D．用戶(hù)獲得的功率為 SKIPIF 1 < 0
二、多選題
6．如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電模型，發(fā)電廠輸出電壓不變，電路中升壓變壓器 SKIPIF 1 < 0 和降壓變壓器 SKIPIF 1 < 0 均視為理想變壓器，輸電線(xiàn)總電阻等效為 SKIPIF 1 < 0 ，用戶(hù)端各用電器視為純電阻，下列說(shuō)法正確的是（）

A． SKIPIF 1 < 0 輸出電壓大于 SKIPIF 1 < 0 輸入電壓
B． SKIPIF 1 < 0 輸出功率等于 SKIPIF 1 < 0 輸入功率
C．若用戶(hù)接入的用電器增多，則 SKIPIF 1 < 0 功率增大
D．若用戶(hù)接入的用電器增多，則 SKIPIF 1 < 0 輸出功率降低
【答案】AC
【解析】AB．輸電過(guò)程中電阻 SKIPIF 1 < 0 會(huì)損失電壓和功率，即 SKIPIF 1 < 0 輸出電壓大于 SKIPIF 1 < 0 輸入電壓， SKIPIF 1 < 0 輸出功率大于 SKIPIF 1 < 0 輸入功率，故A正確，B錯(cuò)誤；
C．由于變壓器 SKIPIF 1 < 0 輸入電壓不變，所以變壓器 SKIPIF 1 < 0 的輸出電壓不變，隨著用戶(hù)接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶(hù)端并聯(lián)總電阻減小，變壓器 SKIPIF 1 < 0 與用戶(hù)端的等效電阻變小，則輸電線(xiàn)上電流變大，根據(jù) SKIPIF 1 < 0 可知 SKIPIF 1 < 0 功率增大，故C正確；
D．由C可知 SKIPIF 1 < 0 輸出電壓不變輸出電流增大，由 SKIPIF 1 < 0 可知 SKIPIF 1 < 0 輸出功率增大，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
7．（2023·陜西寶雞·統(tǒng)考二模）如圖所示，為某小型發(fā)電站的輸電示意圖．發(fā)電站的輸出功率為 SKIPIF 1 < 0 ，經(jīng)升壓變壓器升壓后，輸出電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，發(fā)電站到用戶(hù)的輸電線(xiàn)總電阻為 SKIPIF 1 < 0 ，經(jīng)過(guò)降壓變壓器給一居民小區(qū)供電．已知變壓器均為理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是（）

A．輸電線(xiàn)路中的電流為 SKIPIF 1 < 0
B．用戶(hù)獲得的功率為 SKIPIF 1 < 0
C．若發(fā)電站的輸出電壓減半，線(xiàn)路損耗的電功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍
D．若用戶(hù)所需電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，則降壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為 SKIPIF 1 < 0
8．（2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖1所示，理想自耦變壓器的副線(xiàn)圈匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭來(lái)調(diào)節(jié)， SKIPIF 1 < 0 為標(biāo)稱(chēng)為“ SKIPIF 1 < 0 ”的用電器，原線(xiàn)圈兩端所接電壓 SKIPIF 1 < 0 隨時(shí)間 SKIPIF 1 < 0 變化的正弦曲線(xiàn)如圖2所示。接通電路，將滑動(dòng)頭調(diào)至合適位置使用電器正常工作，下列說(shuō)法正確的是（）

A．通過(guò)用電器的電流方向 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)改變100次
B．變壓器的輸出電壓為 SKIPIF 1 < 0
C．變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為 SKIPIF 1 < 0
D．流過(guò)原線(xiàn)圈的電流為 SKIPIF 1 < 0
三、解答題
9．重慶某河流，河水流量為 SKIPIF 1 < 0 ，落差為10m，當(dāng)?shù)亟⒘艘粋€(gè)水電站來(lái)發(fā)電，水電站的總效率為75%。水電站到用戶(hù)間要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，兩地間輸電線(xiàn)的總電阻為 SKIPIF 1 < 0 ，用戶(hù)所需電壓為220V，所用變壓器為理想變壓器，用戶(hù)能獲得發(fā)電機(jī)輸出功率的96%。已知重力加速度為 SKIPIF 1 < 0 。求：
（1）用戶(hù)能獲得的電功率；
（2）連接用戶(hù)的降壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比。
10．如圖所示，為實(shí)驗(yàn)室使用的旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)模型，線(xiàn)圈 SKIPIF 1 < 0 的匝數(shù) SKIPIF 1 < 0 ，內(nèi)阻 SKIPIF 1 < 0 ，輸出端與理想變壓器的原線(xiàn)圈相連，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為 SKIPIF 1 < 0 ，副線(xiàn)圈外接電阻 SKIPIF 1 < 0 。轉(zhuǎn)動(dòng)磁極，線(xiàn)圈 SKIPIF 1 < 0 內(nèi)磁場(chǎng)的磁通量的變化規(guī)律為： SKIPIF 1 < 0 。閉合S，求：
（1）線(xiàn)圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值E；
（2）電阻R中的電流強(qiáng)度 SKIPIF 1 < 0 。
（建議用時(shí)：60分鐘）
一、單選題
1．（2024·廣東惠州·統(tǒng)考三模）能夠產(chǎn)生正弦式交變電流的發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的 SKIPIF 1 < 0 ，則（）
A．R消耗的功率變?yōu)?SKIPIF 1 < 0
B．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)?SKIPIF 1 < 0
C．電流表A的讀數(shù)仍為I
D．通過(guò)R的交變電流頻率不變
2．如圖所示，理想變壓器原線(xiàn)圈接正弦式交流電源，副線(xiàn)圈接有電阻R和燈泡L，閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P處于圖示位置時(shí)燈泡正常發(fā)光。將滑片P向下緩慢移動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．燈泡L變暗B．副線(xiàn)圈中電流的頻率變小
C．電阻R消耗的功率變大D．理想變壓器的副線(xiàn)圈輸出電壓變大
3．（2024·廣東·統(tǒng)考一模）普通的交流電壓表不能直接用來(lái)測(cè)量高壓輸電線(xiàn)路間的電壓，通常要通過(guò)電壓互感器來(lái)連接。圖（b）為電壓互感器示意圖，ab端所接線(xiàn)圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)ab端電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，cd端所接線(xiàn)圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)cd端電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，現(xiàn)利用這個(gè)電壓互感器通過(guò)普通的交流電壓表測(cè)量圖（a）中輸電導(dǎo)線(xiàn)間的高電壓，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．a(chǎn)b接MN、cd接電壓表， SKIPIF 1 < 0
B．a(chǎn)b接MN、cd接電壓表， SKIPIF 1 < 0
C．cd接MN、ab接電壓表， SKIPIF 1 < 0
D．cd接MN、ab接電壓表， SKIPIF 1 < 0
4．風(fēng)力發(fā)電是一種綠色環(huán)保、清潔無(wú)污染的發(fā)電方式，我省近幾年在多地部署了風(fēng)力發(fā)電裝置。發(fā)電裝置呈現(xiàn)風(fēng)車(chē)外形，由三個(gè)葉片構(gòu)成，風(fēng)垂直吹向葉片驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪機(jī)帶動(dòng)內(nèi)部線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電。已知葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為60m的圓面，某日平均風(fēng)速為6m/s，風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)化的效率為30%。發(fā)電機(jī)組輸出電壓為690V，經(jīng)過(guò)變電站理想變壓器將電壓升為10kV遠(yuǎn)距離輸送。空氣密度為 SKIPIF 1 < 0 ，則下列說(shuō)法正確的是（）
A．理想變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比約為 SKIPIF 1 < 0
B．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率約為 SKIPIF 1 < 0
C．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的日發(fā)電量約為 SKIPIF 1 < 0
D．若遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)上損耗的功率不能超過(guò) SKIPIF 1 < 0 ，則輸電線(xiàn)的電阻不能超過(guò) SKIPIF 1 < 0
二、多選題
5．（2024·陜西商洛·統(tǒng)考二模）我國(guó)遠(yuǎn)距離特高壓輸電技術(shù)日趨成熟，因其能減少損耗、效能高，所以日漸成為經(jīng)濟(jì)、安全、高效的送電方式。某遠(yuǎn)距離輸電示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出的正弦交流電壓的有效值、輸電線(xiàn)的電阻和理想變壓器的匝數(shù)均不變，且 SKIPIF 1 < 0 ，當(dāng)用戶(hù)數(shù)量增加后，下列表述正確的是（）
A．用戶(hù)的總電阻減小
B．輸電線(xiàn)的損耗功率減小
C．升壓變壓器原線(xiàn)圈電壓的有效值大于降壓變壓器副線(xiàn)圈電壓的有效值
D．用戶(hù)端變化的功率等于升壓變壓器變化的功率
6．（2023·天津和平·統(tǒng)考一模）如圖甲所示為一自耦變壓器（可視為理想變壓器）的結(jié)構(gòu)示意圖，線(xiàn)圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，滑動(dòng)觸頭 SKIPIF 1 < 0 在某一位置，在BC間接一個(gè)交流電壓表和一個(gè)變阻器R，若AB間輸入圖乙所示的交變電壓，則（）
A．當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)，電壓表的示數(shù)為零
B．AB間輸入電壓的瞬時(shí)值 SKIPIF 1 < 0
C．滑動(dòng)觸頭 SKIPIF 1 < 0 向上移動(dòng)時(shí)， SKIPIF 1 < 0 兩端的電壓增大
D．變阻器滑片 SKIPIF 1 < 0 向上移動(dòng)時(shí)，AB間輸入功率增大
7．如圖甲所示為某鉗形電流表的工作原理圖。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線(xiàn)從環(huán)形鐵芯的中間穿過(guò)時(shí)，與繞在鐵芯上的線(xiàn)圈相連的電表G指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2=1000匝，下列說(shuō)法正確的是（）
A．用該表測(cè)交流電時(shí)，G中通過(guò)的是交變電流
B．若G中通過(guò)的電流為50mA，則導(dǎo)線(xiàn)中的被測(cè)電流為50A
C．若導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的是圖乙所示矩形脈沖交流電，G無(wú)示數(shù)
D．當(dāng)用該表測(cè)量400Hz的電流時(shí)，測(cè)量值比真實(shí)值偏小
8．某同學(xué)研究遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，a、b端接入電壓為 SKIPIF 1 < 0 的交流電源，升壓變壓器 SKIPIF 1 < 0 和降壓變壓器 SKIPIF 1 < 0 均為理想變壓器，且 SKIPIF 1 < 0 。已知 SKIPIF 1 < 0 ，三個(gè)電阻消耗的功率相同，電表均為理想交流電表，則（）
A．升壓變壓器 SKIPIF 1 < 0 的砸數(shù)比為 SKIPIF 1 < 0 B．電壓表的示數(shù)小于 SKIPIF 1 < 0
C．若R1短路，電流表示數(shù)將變大D．若 SKIPIF 1 < 0 斷路，電壓表示數(shù)將減小
三、解答題
9．如圖所示，兩根等高光滑的 SKIPIF 1 < 0 圓弧軌道豎直平行放置，圓弧軌道的底端與水平軌道相切，軌道半徑為r，間距為L(zhǎng)，軌道頂端連接有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將一根質(zhì)量為m的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止釋放，金屬棒到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg。整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒電阻，重力加速度為g。
（1）求棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)電阻R的電功率；
（2）若棒在拉力F作用下，從cd開(kāi)始以速率v0沿圓弧軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)ab，求此過(guò)程中感應(yīng)電流的有效值和拉力F做的功。
10．為了提高自行車(chē)夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種發(fā)電裝置為車(chē)燈供電。
方式一：如圖甲所示，固定磁極N、S在中間區(qū)域產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 SKIPIF 1 < 0 ，矩形線(xiàn)圈abcd固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸過(guò)ab邊中點(diǎn)，與ad邊平行，轉(zhuǎn)軸一端通過(guò)半徑 SKIPIF 1 < 0 的摩擦小輪與車(chē)輪邊緣相接觸，兩者無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可通過(guò)摩擦小輪帶動(dòng)線(xiàn)圈發(fā)電，使 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 兩燈發(fā)光。已知矩形線(xiàn)圈N=100匝，面積 SKIPIF 1 < 0 ，線(xiàn)圈abcd總電阻 SKIPIF 1 < 0 ，小燈泡電阻均為 SKIPIF 1 < 0 。
方式二：如圖乙所示，自行車(chē)后輪由半徑 SKIPIF 1 < 0 的金屬內(nèi)圈、半徑 SKIPIF 1 < 0 的金屬外圈（可認(rèn)為等于后輪半徑）和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間沿同一直徑接有兩根金屬條，每根金屬條中間分別接有小燈泡 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ，阻值均為 SKIPIF 1 < 0 。在自行車(chē)支架上裝有強(qiáng)磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度 SKIPIF 1 < 0 、方向垂直紙面向里的“扇形”勻強(qiáng)磁場(chǎng)，張角 SKIPIF 1 < 0 。
以上兩方式，都不計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。求：
（1）“方式一”情況下，當(dāng)自行車(chē)勻速騎行速度 SKIPIF 1 < 0 時(shí)，小燈泡 SKIPIF 1 < 0 的電流有效值 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）“方式二”情況下，當(dāng)自行車(chē)勻速騎行速度 SKIPIF 1 < 0 時(shí)，小燈泡 SKIPIF 1 < 0 的電流有效值 SKIPIF 1 < 0 ；
（3）在兩種情況下，若自行車(chē)以相同速度勻速騎行，為使兩電路獲得的總電能相等，“方式一”騎行的距離 SKIPIF 1 < 0 和“方式二”騎行的距離 SKIPIF 1 < 0 之比。

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