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4.某小型水电站的电能输送示意图如下.发电机的输出电压为220V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220V的用电器正常工作,则(  )
A.$\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$<$\frac{{n}_{3}}{{n}_{4}}$
B.$\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$>$\frac{{n}_{3}}{{n}_{4}}$
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

分析 将发电站的电能远输时,由于电线上的电阻而导致电压和功率损失,从而使得降压变压器输入电压和输入功率减少.

解答 解:根据变压器工作原理可知$\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}=\frac{{U}_{2}}{200}$,$\frac{n_3}{n_4}=\frac{U_3}{220}$,由于输电线上损失一部分电压,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,有U2>U3,所以$\frac{n_2}{n_1}>\frac{n_3}{n_4}$,故B正确,AC不正确.
升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率,故D正确.
故选:BD

点评 理想变压器的输入功率与输出功率相等,且没有漏磁现象.远距离输电,由于导线通电发热导致能量损失,所以通过提高输送电压,从而实现降低电损.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.一物体以20m/s的初速度作匀变速直线运动,加速度大小为5m/s2,方向与初速度方向相反,且加速度始终存在,则物体在5s内(  )
A.通过的路程是37.5mB.通过的路程是42.5m
C.平均速度为8.5m/sD.速度的变化为-15m/s

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15.如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,在O正上方h高位置的A点与A′关于O对称.质量为m的带正电的小球从A点静止释放,并穿过带电环.则小球从A点到A′过程中加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定不正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)(  )
A.B.C.D.

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12.如图,在负点电荷Q产生的电场中,将两个带等量正电荷的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,则下列说法正确的是(  )
A.A点电势大于B点电势
B.A、B两点的电场强度相等
C.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能
D.若将q1、q2移动到无穷远的过程中需要外力克服电场力做的功W1<W2

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.如图所示,等腰三角形OPQ区域内存在场强方向沿PQ方向、大小为E的匀强电场,A为PQ的中点,D为OQ的中点,PQ=2L,θ=30°.一质量为m、电量为 q的带正电粒子(重力不计、初速度视为零),从无限靠近M板O′处由静止释放,经两平行金属板M、N间的电场加速后,通过N板上的小孔沿AO方向从A点射入三角形OPQ区域,粒子恰好从D点射出电场.
(1)求M、N两板间的电压U及粒子过A点时的速率υ;
(2)若将三角形OPQ区域内的电场撤去,在此区域内及其边界上充满方向垂直纸面向里的匀强磁场,该粒子仍从O′处由静止释放,要使该粒子在三角形OPQ区域中运动的时间最长,磁场的磁感应强度B应为多大?并求在磁场中运动的最长时间tm

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9.如图所示,足够长的圆柱形气缸竖直放置,其横截面积为S=1×10-3m2,气缸内有质量m=2kg的活塞,活塞与气缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被销子K销于如图位置,离缸底L1=12cm,此时气缸内被封闭气体的压强为P1=1.5×105 Pa,温度为T1=300K.外界大气压为P0=1.0×105Pa,g=10m/s2
①现对密闭气体加热,当温度升到T2=400K,其压强P2多大?
②若在此时拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,气缸内气体的温度降为T3=360K,则这时活塞离缸底的距离L3为多少?
③保持气体温度为360K不变,让气缸和活塞一起在竖直方向作匀变速直线运动,为使活塞能停留在离缸底L4=16cm处,则求气缸和活塞应作匀加速直线运动的加速度a大小及方向.

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16.某同学描绘规格为“2.5V  0.6W”的小灯泡的I-U特性曲线.实验室提供下列器材:
A.电流表A1(量程为0一25mA,内阻约0.2Ω)
B.电流表A2(量程为0一300mA,内阻约1Ω)
C.电压表V1(量程为0一3V,内阻约5kΩ)
D.电压表V2(量程为0一15V,内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器R1(0一10Ω,额定电流1.5A);
F.滑动变阻器R2(0一1000Ω,额定电流0.5A)
G.直流电源(电动势6V,内阻忽略不计)
H.电键一个、导线若干
(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,则应将选择开关旋D档进行测量.(填选项前的字母)
A.直流电压10V     B.直流电流5mA     C.欧姆“×100”D.欧姆“×1”
(2)实验中所用的电流表应选B;电压表应选C;滑动变阻器应选E.
(只需填器材前面的字母代号)
(3)若采用如图1所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线,电压表的右端应与电路中的a点相连(选填“a”或“b”).
(4)开关闭合之前,图1中滑动变阻器的滑片应该置于c端(选填“c”、“d”或“cd中间”).
(5)测量后,该小组根据实验数据,利用Excel拟合出小灯泡的I-U特性曲线如图2示.请根据曲线确定小灯泡两端电压为1.5V时,其实际功率P=0.33W.
(6)该小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后,合上电键,慢慢增大小灯泡的电压,发现刚开始时两电表指针均偏转,但小灯泡不发光,请简要分析原因:电压(电流)较小时,灯丝的温度较低,达不到发光的温度.

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12.某航空母舰甲板上的飞机跑道是水平的,并装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号飞机在该跑道上加速时能产生的最大加速度为5.0m/s2,当飞机的速度达到50m/s时才能离开航空母舰起飞,问:
(1)若航空母舰处于静止状态,要求该飞机加速160m后起飞,弹射系统给飞机提供的初速度至少多大?
(2)若航空母舰处于静止状态且不使用弹射系统,要求该飞机仍能从此舰上安全起飞,用来加速的跑道至少应多长?
(3)若航空母舰甲板上用来加速的跑道长为160m,在不使用弹射系统时,为使飞机仍能从此舰上正常起飞,则航空母舰沿飞机起飞方向匀速航行的速度至少多大?

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13.如图所示是一透明圆柱的横截面,其半径为R,AB是一条直径.今有一束平行单色光沿与AB平行的方向射向圆柱体,若一条入射光线经折射后恰好经过B点,且这条光线到AB间的距离是$\frac{\sqrt{3}}{2}$R.光在真空中传播速度为c.则下列说法正确的是(  )
A.从B点射出的光在圆柱中传播时间为$\frac{\sqrt{6}R}{c}$
B.从B点射出的光在圆柱中传播时间为$\frac{3R}{c}$
C.该透明圆柱体的折射率为$\sqrt{5}$
D.该透明圆柱体的折射率为$\sqrt{2}$

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