第8讲 电路分析问题——2024年高中物理高考二轮复习专题讲练（新高考通用）

第8讲 电路分析问题 1. （2022•浙江）某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10Ω 2. （2022•浙江）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5～10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流动空气动能ρAv2 C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW•h D．若风场每年有5000h风速在6～10m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×105kW•h 3. （2022•北京）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（　　） A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能 B．可以用磁场来约束等离子体 C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体 D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力 4. （2023•山东）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4＝50：1，输电线总电阻R＝62.5Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kW C．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比n1：n2＝1：44 5. （2023•浙江）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流 C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定 一、理清直流电路知识体系 二、正弦交变电流“四值”的理解与应用 三、理想变压器和远距离输电 1.明确变压器各物理量间的制约关系 2.明辨远距离输电过程的3个问题 (1)输电线上的电流：I＝＝。 (2)电压损耗：输电线路上I2＝IR＝I3，总电阻R导致的电压损耗UR＝U2－U3＝IRR。输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。 (3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝R线＝＝U损I。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压U和输电导线上损失的电压ΔU相混淆，不能用公式P＝计算输电线上损失的功率。 【方法指导】 一、两种物理思想 1.等效思想：等效电路、等效电源； 2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。 二、直流电路动态分析的常用方法 　基本思路为“部分→整体→部分”。 考点一 直流电路的分析与计算 [例题1] （2023•海淀区校级模拟）实验证明，金属棒中的自由电子会发生热扩散现象。当金属棒一端温度高，另一端温度低时，自由电子会在金属棒内部产生热扩散，使得温度较高的一端自由电子的数密度较小，而温度较低的一端自由电子的数密度较大。热扩散作用可以等效为一种非静电力，在温度不均匀的金属棒两端形成一定的电动势，称为汤姆逊电动势。如图所示，金属左侧连接高温热源，保持温度为T1，右侧连接低温热源，保持温度为T2（T1＞T2）。此时该金属棒相当于一个电源，将它与一只电阻相连。下列判断正确的是（　　） A．T1端相当于电源的正极，T2端相当于电源的负