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高效作业39 变压器 远距离输电
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微考点一 理想变压器
1.手机无线充电器的模型如图所示,其工作原理与理想变压器相同,已知发射、接收线圈匝数比n1∶n2=5∶1,C、D端输出电流
则A、B端输入电流的
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2.2023·杭七中模拟日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图如图所示。将3 V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=8sin 100πt(V),再将其加在匝数比n1∶n2=1∶1 000的理想变压器的原线圈上,副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是
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3.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)观察变压器的铁芯,它的结构和材料是______。
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数_______
(填“多”或“少”)。
D
少
(3)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0 V,则原线圈的输入电压为_______。
A.1.5 V B.6.0 V C.7.0 V
【解析】 (1)观察变压器的铁芯,它是由绝缘的硅钢片叠成,故D正确,A、B、C错误。
C
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微考点二 变压器电路的动态分析
4.2023·柯桥中学模拟如图所示,一正方形线圈通过电刷与自耦变压器相连,线圈平面与水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场平行,现让线圈由图示位置以恒定的角速度ω转动并开始计时,转轴与磁场垂直。已知正方形线圈的匝数为N,边长为a,电阻不计。则下列说法正确的是
A.线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式
为e=NBωa2sin ωt
B.若线圈的转速变为原来的2倍,则电压表的示数变为原来的2倍
√
C.若线圈的转速变为原来的2倍,则定值电阻消耗的电功率变为原来的2倍
D.若线圈的转速变为原来的2倍,欲使电压表的示数不变,自耦变压器的滑动触头应向下移动
【解析】 正方形线圈由平行于磁场的位置开始计时,产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBa2ωcos ωt,A错误;若线圈的转速加倍,角速度变为原来的2倍,根据Em=NBSω可得,电动势的最大值变为原来的2倍,原线圈两端电压变为原来的2倍,根据U1∶U2=n1∶n2,可得副线圈
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5.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,电源电压保持不变,开始时开关S接通。当S断开时,以下说法正确的是
A.副线圈两端M、N的输出电压减小
B.通过灯泡L1的电流减小
C.副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
D.原线圈输入的电功率减小
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6.2023·诸暨中学月考甲、乙两种亮度可调的台灯内部电路示意图如图所示,其中甲台灯通过变阻器调节灯泡亮度,乙台灯通过改变理想变压器副线圈的匝数调节灯泡亮度,两台灯所用电源和灯泡均相同,下列说法正确的是
A.两台灯均可使用直流电源
B.甲台灯的旋转开关从1调到4的过程中,灯泡逐渐变暗
C.乙台灯的旋转开关从1调到4的过程中,灯泡逐渐变亮
D.当两台灯亮度相同时,电源的输出功率相同
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微考点三 远距离输电问题
7.2023·宁波中学模拟2020年9月,中国发布“双碳战略”,计划到2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体,特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率、输电线电阻不变的情况下,仅将原来的150 kV高压输电升级为1 350 kV的特高压输电,下列说法正确的是
A.输电线中的电流变大
B.输电线上损失的电压变大
C.输电线上损失的功率变小
D.用户得到的电功率变小
【解析】 由公式P=UI可知,在输电总功率不变的情况下,电压升高,输送电流变小,A错误;由欧姆定律可知,输电线上损失的电压ΔU=Ir,输电线电阻不变,所以输电线上损失的电压变小,B错误;输电线上损失的功率ΔP=I2r变小,C正确;用户得到的电功率P用=P-ΔP,ΔP变小,用户得到的电功率变大,D错误。
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