第一阶段 专题四 第1讲 专题特辑 课下——针对高考押题训练
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[课下——针对高考押题训练]1.(2012·浙江高考)功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当。
根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。
假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯,均用10 W 的LED 灯替代。
估算出全国一年节省的电能最接近( )A .8×108kW·h B .8×1010kW·h C .8×1011 kW·hD .8×1013kW·h解析:选B 因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W 和10 W ,按4亿户家庭,每户家庭每天亮灯6小时计算,全国一年节省的电能最接近4×108×2×(60-10)×10-3 kW ×365×6 h =8.76×1010kW·h ,则选项B 正确,A 、C 、D 错误。
2.(2012·新课标全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。
一升压式自耦调压变压器的电路如图1所示,其副线圈匝数可调。
已知变压器线圈总匝数为1 900匝;原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V 的交流电源上。
当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0 kW 。
设此时原线圈中电流有效值为I 1,负载 图1 两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为( )A .380 V 和5.3 AB .380 V 和9.1 AC .240 V 和5.3 AD .240 V 和9.1 A解析:选B 对理想变压器,原、副线圈功率相同,故通过原线圈的电流I 1=P U 1=2 000220A ≈9.1 A ,负载两端电压即为副线圈电压,由U 1n 1=U 2n 2,即2201 100=U 21 900,可得U 2=380 V ,故B 对。
3.如图2所示电路,电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后,在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )图2A .电压表与电流表的示数都减小B .电压表与电流表的示数都增大C .电压表的示数增大,电流表的示数减小D .电压表的示数减小,电流表的示数增大解析:选A 滑动变阻器R 0的滑片向下滑动,R 0接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,总电流变大,电源的内电压变大,外电压变小,电压表的示数变小,R 1两端的电压变大,R 2两端的电压变小,电流表的示数变小,A 项正确。
4.(2012·江苏高考)某同学设计的家庭电路保护装置如图3所示,铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成。
当右侧线圈L 2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K ,从而切断家庭电路。
仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有( )图3A .家庭电路正常工作时,L 2中的磁通量为零B .家庭电路中使用的电器增多时,L 2中的磁通量不变C .家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起D .地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起解析:选ABD 当家庭电路正常工作时,火线和零线中的电流大小始终相等,方向始终相反,由于采用双线绕成,当电路正常工作时,火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等,方向相反,所以内部的磁通量为零,A 正确;当电路中的电器增多时,火线和零线中的电流都增大了,但大小始终相等,方向始终相反,铁芯内部的磁通量还是零,即L 2中的磁通量不变,B 正确;当电路发生短路时,电流不经用电器,火线和零线中电流很大,但大小始终相等,方向始终相反,铁芯内部的磁通量还是零,L 2不产生感应电流,开关K 不会被电磁铁吸起,C 错误;当地面上的人接触火线发生触电时,电流经人体流向地面,不经过零线,所以火线和零线中的电流大小不等,在铁芯内产生的磁通量不为零,L 2中产生感应电流,开关K 被电磁铁吸起,D 正确。
5.(2012·苏北四市调研)如图4所示,矩形线圈abcd 与可变电容器C 、理想电流表○A 组成闭合电路。
线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动,转动的角速度ω=100π rad/s 。
线圈的匝数N =100匝,边长ab =0.2 m 、ad =0.4 m ,电阻不计。
磁场只分布在bc 边的左侧,磁感应强度大小B =216πT 。
电容器放电时间不计。
下列说法正确的是( ) 图4A .该线圈产生的交流电动势峰值为50 VB .该线圈产生的交流电动势有效值为25 2 VC .电容器的耐压值至少为50 VD .电容器的电容C 变大时,电流表的示数变小解析:选B线圈转动时产生的电动势的最大值E m=NB·ab·adω=50 2 V,故电容器的耐压值至少为50 2 V,A、C均错误;设电动势有效值为E,则(E m2R)2RT2+0=E2RT得线圈产生的交流电动势的有效值为25 2 V,B正确。
由X C=12πfC可知,C越大,X C越小,故电流表示数越大,D错误。
6.如图5所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。
T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3;它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。
设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变大时,有()图5A.U2减小,U4变大B.U2不变,U3变小C.P1变小,P2变小D.P2变大,P3变大解析:选BD由理想变压器输出功率决定输入功率可得,当用户功率增大时,升压变压器的输入功率必增大,即P1增大,输入电压U1为定值不变,升压变压器的匝数不变,输入电压不变,故输出电压U2不变,由于P1增大,由P1=U1I1=P2=U2I2可得,I1增加,P2、I2增加,由闭合电路欧姆定律:U3=U2-I2R,故U3减小,降压变压器原、副线圈匝数不变,所以随U3减小,U4减小,A错误,B正确;由于用户功率增加,即P4增加,理想变压器无功率损耗可得:P3=P4,功率P3也增加,故C错误,D正确。
7.(2012·上海高考)直流电路如图6所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的()图6A.总功率一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小解析:选ABC滑片P向右移动时外电路电阻R外增大,由闭合电路欧姆定律知总电流减小,由P 总=EI 可得P 总减小,故选项A 正确。
根据η=R 外R 外+r=11+r /R 外可知选项B 正确。
由P 损=I 2r 可知,选项C 正确。
由P 输-R 外图象,因不知道R 外的初始值与r 的关系,所以无法判断P 输的变化情况,选项D 错误。
8.(2012·山东高考)图7甲是某燃气炉点火装置的原理图。
转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2,○V 为交流电压表。
当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。
以下判断正确的是( )图7A .电压表的示数等于5 VB .电压表的示数等于52 VC .实现点火的条件是n 2n 1>1 000D .实现点火的条件是n 2n 1<1 000解析:选BC 电压表示数为电压有效值,由题图乙可得U =U m 2=52V ,选项A 错误、B 正确;副线圈电压峰值为5 000 V 时,n 2n 1=U m2U m1=1 000,由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V ,故n 2n 1>1 000,选项C 正确、D 错误。
9.(2012·四川高考)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。
某地要把河水抽高20 m ,进入蓄水池,用一台电动机通过传功效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。
工作电压为380 V ,此时输入电动机的电功率为19 kW ,电动机的内阻为0.4 Ω。
已知水的密度为1×103 kg /m 3,重力加速度取10 m/s 2。
求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
解析:(1)设电动机的电功率为P ,则 P =UI①设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ,则 P r =I 2r②代入数据解得 P r =1×103 W 。
③(2)设蓄水总质量为M ,所用抽水时间为t 。
抽水高度为h ,蓄水池容积为V ,水的密度为ρ,则M =ρV④设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p , 则ΔE p =Mgh⑤ 设电动机的输出功率为P 0,则P 0=P -P r ⑥ 根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%=ΔE p⑦ 代入数据解得t =2×104 s⑧答案:(1)1×103W (2)2×104s10.(2012·江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图8所示。
在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为49π,磁场均沿半径方向。
匝数为N 的矩形线圈abcd的边长ab =cd =l 、bc =ad =2l 。
线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc 和ad 边同时进入磁场。
在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直。
线圈的总电阻为r ,外接电阻为R 。
求:图8(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m ; (2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F ; (3)外接电阻上电流的有效值I 。
解析:(1)bc 、ad 边的运动速度v =ωl2,感应电动势E m =4NBl v解得E m =2NBl 2ω。
(2)电流I m =E mr +R,安培力F =2NBI m l 解得F =4N 2B 2l 3ωr +R(3)一个周期内,通电时间t =49TR 上消耗的电能W =I 2m Rt 且W =I 2RT解得I =4NBl 2ω3(r +R )答案:(1)2NBl 2ω (2)4N 2B 2l 3ωr +R (3)4NBl 2ω3(r +R )。