假期作业(12)变压器电能的输送-【玩转假期】2024年高二物理寒假作业

第一部分快乐假期轻松学 (3)在磁感应强度变化的0~T时间内， 阅读实践还识贸 风能的利用—风力发电 通过小灯泡的电荷量。 风力发电的原理，是利用风力带动风 车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度 提升，来促使发电机发电。依据目前的风 车技术，大约是3m/s的徽风速度（微风的 程度)，便可以开始发电。风力发电正在世 界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃 料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电机因风量不稳定，故其输出 的是13~25V变化的交流电，须经充电器 整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生 的电能变成化学能。然后用有保护电路的 逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 电，才能保证使用稳定。 假期作业（十二） 变压器 电能的输送 摘要 综合训练提考能 1知道变压器的变压的原因。 一、单项选择题 2掌握理想变压器的变压规律。 1.如图所示，理想变压器 3会利用理想变压器的变压规律分析有 原副线圈的匝数比： 关实际问题。 2=3:1,在原副线圈 ④知道高压输电的原因。 中电路分别接有阻值相同的电阻R,, 5会分析求解输电线路上的损耗问题。 R2。交变电压的大小为U,则下列说法 正确的是 判断正误固双基测 A.电阻R,R2两端的电压之比为3：1 (1)理想变压器的基本关系式中，电压和电 B.电阻R,R2上消耗的电功率之比为 流均为有效值。 ( 1：1 (2)变压器不但能改变交变电流的电压，还 能改变交变电流的频率。 ( C电阻R,R两端的电压均为号 (3)正常工作的变压器当副线圈与用电器 D.电阻R,R。上消耗的电功率之比为 断开时，副线圈两端无电压。 ( 1:9 (4)变压器副线圈并联更多的用电器时，原 2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数 线圈输入的电流随之减小。 ( (5)增大输电导线的横截面积有利于减少 比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压 输电过程中的电能损失。 ( 表和电流表均为理想交流电表，除R以 (6)高压输电是通过减小输电电流来减少 外其余电阻不计，从某时刻开始开关扳向 电路的发热损耗。 ) a,在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表 ·27 玩转假期·高二物理 达式为4，=220√2sin100πt(V),下列说法 4.某小型水电站的电能输送示意图如下图 中正确的是 所示，发电机通过升压变压器T,和降压 变压器T?向用户供电。已知输电线的 总电阻为R=10,降压变压器T2的原、 副线圈匝数之比为4：1，降压变压器副线 圈两端交变电压u=220√2sin100πt(V), 降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成 A.1一600s时，电压表的读数为22V 闭合电路。若将变压器视为理想变压 器，当负载R,=112时 ) B.t= 6O0s时，a,c两点电压瞬时值为 110V C.滑动变阻器滑片向上移，电压表和电 A.通过R电流的有效值是20A 流表的示数均变大 B.升压变压器的输入功率为4650W D.单刀双掷开关由a扳向b,电压表和 C.当负载R。增大时，发电机的输出功率 电流表的示数均变小 减小 二、多项选择题 D.发电机中电流变化的频率为100Hz 3.如下图甲所示，理想变压器原、副线圈的 三、非选择题 匝数比为4：1，电压表和电流表均为理 5.风力发电作为环保新能源，近几年来得 想电表，原线圈接如下图乙所示的正弦 到了快速发展。如 交流电，下图中R,为热敏电阻（其随温度 图所示，风车阵中 升高电阻变小)，R为定值电阻。下列说 发电机输出功率为 法正确的是 100kW,输出电压 是250V,用户需要的电压是220V,输 电线总电阻为10Ω。若输电线因发热而 损失的功率为输送功率的4%，试求： (1)在输电线路中设置的升、降压变压器 362 原、副线圈的匝数比； (2)用户得到的电功率是多少。 -36W/2 A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u =9√2sin50πt(V) B.t=0.02s时电压表V2的示数为9V C.变压器原、副线圈中的电流之比和输 入、输出功率之比均为1：4 D.R,处温度升高时，电流表的示数变大， 电压表V,的示数不变 ·28· 第一部分快乐假期轻松学 启主探究培素养 试验，通过连续9小时1000安以上、最大 某学校科技兴趣小组为探究变压器副线 1289安的大负荷运行，初步验证了超导电 圈多个绕组的变化规律，特将一变压器 缆带大负荷运行的能力。截至2022年7月 扯开，如图所示为扯开的理想变压器，其 末，世界首条35千伏公里级超导电缆已连 有两个副线圈，L、L2是两盏规格为 续稳定运行超过8个月，日常运行负荷稳 “8V,10W”的灯泡， 定在700~800安的区间内，距设计最高 L3、L4是两盏规格为 F☒☒ 2200安的带负荷能力仍有较大裕度。为充 “6V,12W”的灯泡， 分发挥超导电缆系统能力，检验超导电缆 当变压器的输入电压 在大负荷期间的运行状态，评估系统能耗 为U1=220V时，四 水平，国网上海电力于迎峰度夏负荷高峰 盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈 期间开展本次试验。 的匝数n1=1100匝，求： 在9个小时的试验过程中，超导电缆 (1)副线圈2、n3的匝数； 各项运行数据正常稳定。据了解，在日常 (2)电流表的读数。 运行情况下，超导电缆的载流量相当于4一 5根同电压等级普通电缆，在大负荷运行状 况下相当于7~10根普通电缆，可解决大 城市电网“窄通道大容量”的输电难题。试 验当天，现场特巡人员对超导电缆冷却系 统供电电源的电压、电流、电量数据进行系 统记录，通过数据比对，得到大负荷下冷却 系统损耗数据，为进一步提升其运行经济 阅读实践拓视野 性提供了参数基础。同时，电缆专业人员 上海电网35千伏公里级超导 针对超导电缆两侧终端开展动态测温，收 电缆完成大负荷试验 集不同负荷下、不同环境温度下的设备发 2022年7月29日，国网上海市电力公 热数据，绘制温度变化趋势，为及时调整制 司组织所属相关单位开展超导电缆大负荷 冷系统功率提供了参考。 假期作业（十三） 电磁振荡、电磁波与传感器 摘 要 判断正误固双基 1知道振荡电路的特点及作用。 (1)热敏电阻的阻值随温度的升高而增大。 2会根据电磁振荡的规律分析有关问题。 ( 3知道调谐、调幅、调频。 (2)光敏电阻的阻值随光照强度的增强而 ④知道电磁波和接收需要的条件」 增大。 ( 5掌握电磁波谱的排序规律，知道各种电 (3)电视机遥控器是利用红外线的遥感作 磁波的作用。 用。 6知道传感器的原理及作用。 (4)楼道安装的声控开关是利用了温度传 ⑦会根据传感器的特性分析实际电路问题。 感器原理。 ·29玩转假期·高二物理 假期作业（十二）变压器 电能的输送 判断正误·固双基 这样U,=U=5000V,0=U,-U=5000V-20 (1) ×10V=4800V. (2)×变压器能改变交变电流的电压，但不能改变交变 ,5=4800_240 电流的频率。 所以降压变压器匝数比为：m=20厅 (3)×正常工作的变压器当副线图与用电器断开时，副 (2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为： 线圈两端仍然有电压。 PW=P-Pm=P(1-4%)=100×96%kW=96kW。 答案：(1)1：20240：11(2)96kW (4)×变压器副线圈并联更多的用电器时，原线围输入 自主探究·培素养 的电流随之增大。 解析：(1)由变压器原理可知n1:::n=U,:U:U, (5)/ U: (6)/ 则-是m=品×110返=40臣 综合训练·提考能 1.D由变压器电压、电流、功率的比例关系可知：通过 m-0a=0×110m厦=60厦. U R1、R,的电流之比11：I2=n:1=1:3,故两电阻上 (2)由输入功率等于输出功率知IU1=P,十P,十P,十P 电压之比U1:U:=IR:IR=1:3:两电阻消耗的电 即有1，=2D+2B_2X102X12A=0.2A. 功率之比P,:P,=R:IR=1:9。故D正确。 U 220 2.A当单刀双掷开关与a连接时，匝数之比为10：1，原 答案：(1)40匝60匝(2)0.2A 线圈两端有效值为2202=220V,所以副线图电压有数 假期作业（十三）电磁振荡、电磁波与传感器 2 判断正误·固双基 (1)× 值为22V,故A正确；t=1/600s时，a、c两，点电压瞬时 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 (2)× 光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小。 值为u,=220V2sin答(V)=110V2V,故B错误：滑动 (3)√ (4)X 楼道安装的声控开关是利用了声音传感器原理。 变阻器触头向上移动的过程中，电阻增大，电压不变，电 (5)/ 流减小，电流表的示数变小，故C错误：当单刀双椰开关 (6) 由a扳向b时，匝数之比为5：1，输出电压增大，电压表 综合训练·提考能 和电流表的示数均变大，故D错误。 1.B电容器放电的过程中，电场能减小，磁场能增大，故 3.BD U一 由题中图乙可知U=36V,T=2X10s, A错误：在放电的过程中，线圈对电流的变化有阻碍作 用，会阻碍电流的增大，故B正确：增大两极板的间距， ”得U,=9V,所以副线圈两端电压的瞬时值表达式为 电容减小，根据T=2πLC,知充放电周期减小，故C 错误：去掉线图中的铁芯，电感减小，根据T=2π√1，C, u=9√2sin100πt(V),故A错误：电压表示数为有效值， 知充放电周期减小，频率增大，故D错误。 故B正确：由变压器原、副线图电流之比为1：4输入 2.A在1×10‘s到2×10s内，电容器带电荷量增大， 输出功率之比为1：1，故C错误：当R。处温度升高时R, 属充电过程。产生的电磁波周期T=4X10‘s,波长1= 电阻变小，U。不变，副线圈中电流I变大，故D正确。 cT=3×10×4×10"m=1200m。故A正确。 U-2202A 4.BC通过用电器的电流有效值L=尽=2X 3.AD由振荡电路的频率公式f厂2xV元 1 s-得，龄电线上的电流1，=20×A= 20A,根据1n 当电容最小等于10pF时，报荡电流的频率最高，f:= 1 2x VLC =1,6×10Hz, 5A,故A错误：输电线上损耗的功率△P=IR=25× 10W=250W,降压变压器的输入功率P,=U,1=220 当电容最大等于360pF时，振荡电流的频率最低，厂2一 ×20W=4400W,则升压变压器的輸出功率P=P。十 1 =2.66X10Hz,故AD正确. Pa=4400W+250W=4650W,故B正确：当用电器 2πL.C 的电阻R。增大时，降压变压器的榆出电流减小，则输电 4.BC当R处温度降低时，热敏电阻R,阻值变大，由闭 线上的电流减小，升压变压器原线圈中的电流变小，根 合电路欧姆定律可知，左侧电路中的电流减小，通过小 据P=UI知，发电机的输出功率减小，故C正确：交流电 灯泡L的电流减小，小灯泡L的光照强度减小，光数电 阻R。的阻值变大，对右侧电路，由闭合电路欧姆定律可 、经过变压器，频率不变，则交流电的频率∫公=1” 知，通过R:的电流变小，右侧电路中的电源E:的路端 电压变大，R两端电压变大，通过R的电流也变大，R消 =50Hz,故D错误。 耗的功率变大，通过R,的电流变小，故BC正确。 5.解析：(1)根据题意，可画出等效电路图为： 5.解析：当没有物品挡光时，设电容器两端电压为U,此时 电子在屏上的偏转Y1=0.02m。 电子在平行板间运动时，加造度a一治山= 侧移量y2a·解得y一2m浸， 输电线损耗功率Pa=100×4%kW=4kW,又P =IR 电于射出平行板后微匀速直线运动，，=a1,an0=马 输电线电流I2=1=20A, eU,L 原线图中输入电流1一立 P =400A, mdv 所以Y,=y1十L,tan0,解得U,=4.5V. 所以升压支压器臣数比为：=了20 同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压U= 2.25V. ·44