2022届高考物理一轮复习第十一章交变电流变压器习题课新教材真情境折射出的命题新导向学案.docx

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1、习题课新教材、真情境折射出的命题新导向(一)远距离输电在现实生活中的应用 (选自人教版新教材选择性必修二 P61“问题”)我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？精要解读1远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，需要减小输电电流。2为了减小输电电流，同时又保证向用户提供一定的电功率，需要提高输电电压。创新训练1.用一台某型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5104 ，安置区家用

2、电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时()发电机型号AED6500S输出电压范围220300 V最大输出功率60 kWA.输电线路中的电流为20 AB发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V解析：选C当额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I200 A，选项A错误；导线电阻为R2.51044002 0.2 ，则发电机的实际输出电压为U输UIR260 V，选项B错误；在输电线路上损失的电功率为P损I2R8 kW，选项C正确；如果该柴油发电

3、机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是UmU输368 V，选项D错误。2(多选)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，该电压先通过发电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降压变压器降低电压后再输送至各用户，如图所示。设变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，随着用电器增多，用户消耗的电功率增加，下列说法正确的是()A发电机的输出电流变小B高压输电线路的功率损失变大C降压变压器副线圈两端的电压变小D升压变压器副线圈两端的电压变大解析：选BC用电高峰期用电器增多，降压变压器的输出电流增大，由变压器原副线圈电流关系可知输电线上的电流I增大，发电

4、机的输出电流变大，选项A错误；输电线路上损失的功率P损I2r，r为输电线路电阻，故P损变大，选项B正确；升压变压器副线圈的输出电压U2只与输入电压U1及原、副线圈匝数比有关，即升压变压器副线圈两端的电压不变，选项D错误；降压变压器原线圈两端的电压U3U2U损，U损Ir，I增大，U损增大，故U3减小，由理想变压器原副线圈的电压关系可知降压变压器副线圈两端的电压变小，选项C正确。3(2021萍乡质检)(多选)在炎热酷暑的时候，大量的用电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输电线老化，线损提高，入户电压降低，远达不到用电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的家用升压设备，其原

5、理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器，现某用户的“稳压源”工作情况如图所示。下列说法正确的是(忽略变压器电阻)()A现入户电压U1150 V，若要稳压源输出电压U2225 V，则需调节n1n223B空调制冷启动时，热水器实际功率降低C空调制冷停止时，导线电阻耗能升高D在用电器正常工作时，若入户电压U1减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大解析：选ABD根据变压器匝数与电压的关系，代入数据有n1n223，选项A正确；空调启动时电流增大，导线电阻分压增加，导线电阻耗能升高，热水器电压降低，功率降低，选项B正确，C错误；在用电器正常工作时，功率不变，若入户电

6、压U1减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大，故D正确。(二)电感器和电容器对交变电流的作用(选自人教版新教材选择性必修二 P54)我们知道，电阻会对直流起阻碍作用，同样，电阻对交流也会起阻碍作用。由于交流的大小和方向时刻在做周期性变化，因此当一个线圈接入交流时，就会产生电磁感应现象，这种现象会对交流起什么作用呢？而一个电容器又会对交流起什么作用呢？精要解读1电感器对电流的作用是“通直流，阻交流；通低频，阻高频。”2电容器对电流的作用是“通交流，隔直流；通高频，阻低频。”创新训练1(多选)如图，电阻R、电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源。当电路中交流电的频率

7、为f时，通过R、C和L的电流有效值恰好相等。若将频率降低为f，分别用I1、I2和I3表示此时通过R、C和L的电流有效值，则()AI1I3BI1I2CI3I2 DI2I3解析：选BC将频率降低时，通过R的电流不变，电容器的容抗增大，通过C的电流减小，则有I1I2。电感线圈的感抗减小，通过L的电流增大，则有I3I1。故A、D错误，B、C正确。2(2017江苏高考)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则()A电感L1的作用是通高频B电容C2的作用是通高频C扬声器甲用于输出高频成分D扬声器乙用于输出高频成分解析：选BD电感线圈有通低频、阻高频的作用，因此A项错误

8、；电容器有通高频、阻低频的作用，因此B项正确；由此可以判断，扬声器甲主要用于输出低频成分，扬声器乙用于输出高频成分，C项错误，D项正确。 (一)电容式传感器电容式传感器的工作原理是根据C，通过改变电容器的d、S、r来改变电容器的电容。创新训练1.利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体(矿井中含有杂质的水)，A、B、C构成电容器。若矿井渗水(导电液体深度增大)，则电流()A从b向a，A、B、C构成的电容器放电B从a向b，A、B、C构

9、成的电容器放电C从b向a，A、B、C构成的电容器充电D从a向b，A、B、C构成的电容器充电解析：选D由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，由C可知，当液面升高时，电容器极板正对面积S增大，故电容增大，A、C间电势差不变，再由C知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a向b，选项D正确。2(多选)电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动改变电容，则()A电介质插入极板间越深，电容器电容越小B当传感器以恒定加速度运动时，电路中没有电流C若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧

10、会伸长D当传感器由静止突然向右加速瞬间，极板间的电荷量增大，电容器处于充电状态解析：选BD根据平行板电容器电容的决定式C知，电介质插入极板间越深，电容器电容越大，选项A错误；当传感器以恒定加速度运动时，弹簧中弹力不变，弹簧长度不变，电介质插入极板间深度不变，电容器电容不变，电路中没有电流，选项B正确；若传感器原来向右匀速运动，弹簧保持原长，传感器突然减速时，弹簧会被压缩，选项C错误；当传感器由静止突然向右加速瞬间，弹簧会被拉伸，电介质插入极板间深度增加，电容器电容增大，极板上的电荷量增大，电容器处于充电状态，选项D正确。3(多选)指纹传感器为在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒，每一颗粒充当

11、电容器的一极，外表面绝缘，手指在其上构成电容器的另外一极。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹深浅不同，对应的峪(本义：山谷)和嵴(本义：山脊)与半导体基板上的金属颗粒间形成一个个电容值不同的电容器，若金属颗粒与手指间组成的每个电容器电压保持不变，则()A指纹的嵴处与半导体上对应的金属颗粒距离近，电容小B指纹的峪处与半导体上对应的金属颗粒距离远，电容小C在手指挤压绝缘表面时，电容电极间的距离减小，金属颗粒电极电荷量增加D在手指挤压绝缘表面时，电容电极间的距离减小，金属颗粒电极电荷量减少解析：选BC指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，根据电容的决定式C得知，电容大，A错误；指纹的

12、峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，根据电容的决定式C得知，电容小，B正确；在手指挤压绝缘表面时，手指与对应的金属颗粒距离减小，电容增大，而电压一定，则由QCU可知，各金属颗粒电极电荷量增加，C正确，D错误。(二)其他传感器的应用除电容式传感器之外，还有很多传感器在生产、生活中应用也十分广泛。如热敏电阻可用于火灾报警器、电饭锅的保温与加热的转换开关中；光敏电阻可用于照明灯的开关上；压力传感器可用于称体重的电子秤上，等等。创新训练1(2021扬州质检)(多选)电饭锅工作原理电路如图所示。下列关于电饭锅工作原理的说法中，正确的有()A必须手动按下开关按键后，电饭锅才能开始正常工作B插上电源插头

13、后，电饭锅即正常工作，直至饭煮熟C感温铁氧体的作用是在锅内温度达到一定值时失去磁性，再在弹簧的作用下使电路断开D通过图示电路即可实现加热和自动保温功能解析：选AC本题考查电饭锅的结构和原理及其相关知识点。根据电饭锅工作原理图可知，必须手动按下开关按键后，杠杆把磁铁向上顶，磁铁和感温铁氧体吸合，电路接通，电饭锅才能开始正常工作，选项A正确，B错误；感温铁氧体在温度达到一定值时，无法被磁化，永久磁铁对感温铁氧体不再有吸力作用，再在弹簧的作用下使电路断开，不能实现自动保温功能，选项C正确，D错误。2(多选)有一种测量体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个

14、阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 ，电阻R随压力变化的函数式为R300.02F(F和R的单位分别是N和)。下列说法正确的是()A该秤能测量的最大体重是1 400 NB该秤能测量的最大体重是1 300 NC该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处D该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处解析：选AC当电路中电流I3 A时，电子秤测量的体重最大。由闭合电路的欧姆定律I得，Rr2 ，代入R300.02F得F1 40

15、0 N，故A正确，B错误；踏板空载时F0，代入R300.02F得到电阻R30 ，由欧姆定律得I0.375 A，所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处，故C正确，D错误。3(2021安顺质检)(多选)风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先地位。图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示的电压随时间变化的规律如图乙所示，则()A磁铁的转速为10 r/sB线圈两端电压的有效值为6 VC交变电流的电压表达式为u12sin 5t(V)D该交变电流的频率为50 Hz解析：选BC由题乙图可知，电压的周期为T0.4 s，故磁铁的转速为n2.5 r/s，f2.5 Hz，故A、D错误；通过题图乙可知电压的最大值为12 V，故有效值U V6 V，故B正确；周期T0.4 s，故 rad/s5 rad/s，故电压的表达式为u12sin 5t(V)，故C正确。