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一、漏电保护器
例1如图1所示是家庭用“漏电保护器”关键部分的原理图,绕组A用火线和零线双股平行绕在变压器铁芯上,其左右分别与220 V交流电源和用电器相连,绕组B是一个单股线圈,一旦B线圈中有感应电流,即可作出切断交流电源的反应,下列哪种情况会自动切断电源而起到保护作用( )
(A) 合上用电器开关, 有较多的用电器同时工作时
(B) 断开用电器开关,使用电器停止工作时
(C) 人裸脚站在地面上,手误触火线触电时
(D) 人一手碰到火线,另一手触到零线触电时
思路导引:理解“漏电保护器”关键部分是一个变压器,变压器铁芯中必须有磁通量变化,在B线圈中才有感应电流.
解析:合上用电器开关,当有较多用电器时,流经火线和零线的电流相等,在变压器铁芯中磁场相互抵消,在控制电路中无感应电流产生,起不到保护作用,故选项(A)错.断开用电器开关,在控制电路中无感应电流产生,起不到保护作用,故选项(B)错.人裸脚站在地面上,手触火线时,火线的电流有一部分通过人体流入大地,变压器铁芯中磁场不能抵消,在控制电路中产生感应电流,即可作出切断交流电源的反应,选项(C)正确. 人一手碰到火线,另一手触到零线触电时,流经火线和零线的电流相等,在变压器铁芯中磁场相互抵消,在控制电路中无感应电流产生,起不到保护作用,故选项(D)错.
答案:(C)
点评:“联系实际、联系生活、关注科技前沿”已成为高考命题的趋势,这类问题选材灵活,立意新颖,要求考生能建立相应的物理模型,运用相应的物理规律来解决实际问题.本题解答的切入点:弄清“漏电保护器”的原理.
二、电能的输送
本题考查了远距离输电中的电压、电流、功率关系.
例2某水力发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处供电.已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8 Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%,则升压变压器的输出电压为.
思路导引:在输出功率一定时,升压变压器输出电压越高,则输电电流越小,线路损失功率越小.
解析:设升压变压器的输出电压U2,发电站的输出功率为104 kW,则升压变压器的输入功率P1、输出功率P2均为107 W,输电线路损失功率P′=P1×4%,P′=I22R线=(P2U2)2R线,输电线路电阻R线=ρ2lS,由以上各式得升压变压器的输出电压U2=80000 V.
点评:本题思维障碍主要有:(1)"输出功率"与"输电线路损失功率"相混淆;(2)计算输电线路电阻时, 误将输电距离当作线路电阻长度. 在解决远距离输电问题时要特别注意输电导线的长度应是输电距离的两倍.
三、电子点火装置
本题考查了变压器在点火装置中的作用.
点评:本题以“电子点火装置”为背景,紧扣科技前沿,考查了运用图象分析问题的能力.
[江苏省上冈高级中学(224731)]
例1如图1所示是家庭用“漏电保护器”关键部分的原理图,绕组A用火线和零线双股平行绕在变压器铁芯上,其左右分别与220 V交流电源和用电器相连,绕组B是一个单股线圈,一旦B线圈中有感应电流,即可作出切断交流电源的反应,下列哪种情况会自动切断电源而起到保护作用( )
(A) 合上用电器开关, 有较多的用电器同时工作时
(B) 断开用电器开关,使用电器停止工作时
(C) 人裸脚站在地面上,手误触火线触电时
(D) 人一手碰到火线,另一手触到零线触电时
思路导引:理解“漏电保护器”关键部分是一个变压器,变压器铁芯中必须有磁通量变化,在B线圈中才有感应电流.
解析:合上用电器开关,当有较多用电器时,流经火线和零线的电流相等,在变压器铁芯中磁场相互抵消,在控制电路中无感应电流产生,起不到保护作用,故选项(A)错.断开用电器开关,在控制电路中无感应电流产生,起不到保护作用,故选项(B)错.人裸脚站在地面上,手触火线时,火线的电流有一部分通过人体流入大地,变压器铁芯中磁场不能抵消,在控制电路中产生感应电流,即可作出切断交流电源的反应,选项(C)正确. 人一手碰到火线,另一手触到零线触电时,流经火线和零线的电流相等,在变压器铁芯中磁场相互抵消,在控制电路中无感应电流产生,起不到保护作用,故选项(D)错.
答案:(C)
点评:“联系实际、联系生活、关注科技前沿”已成为高考命题的趋势,这类问题选材灵活,立意新颖,要求考生能建立相应的物理模型,运用相应的物理规律来解决实际问题.本题解答的切入点:弄清“漏电保护器”的原理.
二、电能的输送
本题考查了远距离输电中的电压、电流、功率关系.
例2某水力发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处供电.已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8 Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%,则升压变压器的输出电压为.
思路导引:在输出功率一定时,升压变压器输出电压越高,则输电电流越小,线路损失功率越小.
解析:设升压变压器的输出电压U2,发电站的输出功率为104 kW,则升压变压器的输入功率P1、输出功率P2均为107 W,输电线路损失功率P′=P1×4%,P′=I22R线=(P2U2)2R线,输电线路电阻R线=ρ2lS,由以上各式得升压变压器的输出电压U2=80000 V.
点评:本题思维障碍主要有:(1)"输出功率"与"输电线路损失功率"相混淆;(2)计算输电线路电阻时, 误将输电距离当作线路电阻长度. 在解决远距离输电问题时要特别注意输电导线的长度应是输电距离的两倍.
三、电子点火装置
本题考查了变压器在点火装置中的作用.
点评:本题以“电子点火装置”为背景,紧扣科技前沿,考查了运用图象分析问题的能力.
[江苏省上冈高级中学(224731)]