2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）11 C電能的輸送 提升版

2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）11C電能的輸送提升版電能的輸送知識(shí)點(diǎn)：電能的輸送一、輸送電能的基本要求1．可靠：指供電線路可靠地工作，故障少．2．保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量——電壓和頻率穩(wěn)定．3．經(jīng)濟(jì)：指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少．二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑1．輸電線上的功率損失：P＝I2r，I為輸電電流，r為輸電線的電阻．2．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小的金屬材料，還要盡可能增加導(dǎo)線的橫截面積．(2)減小輸電線中的電流：為了減小輸電電流，同時(shí)又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電電壓．三、電網(wǎng)供電1．遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用升壓變壓器升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過降壓變壓器降到所需的電壓．2．電網(wǎng)：通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)．3．電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn)(1)降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益．(2)減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡．(3)合理調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高．技巧點(diǎn)撥一、輸電線上的電壓和功率損失1．輸電線上的電壓損失圖2ΔU＝U－U′＝Ir＝eq\f(P,U)r.2．輸電線上的功率損失(1)ΔP＝I2r，其中I為輸電線上的電流，r為輸電線的電阻．(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝eq\f(ΔU2,r)，其中ΔU為輸電線上的電壓損失．3．減少電壓損失和功率損失的方法(1)減小輸電線的電阻r，根據(jù)r＝ρeq\f(L,S)，可減小電阻率ρ，目前一般用電阻率較小的銅或鋁作為導(dǎo)線材料；也可增大導(dǎo)線的橫截面積S，但過粗的導(dǎo)線會(huì)多耗費(fèi)金屬材料，增加成本，同時(shí)給輸電線的架設(shè)帶來很大的困難．(2)減小輸電電流I，根據(jù)I＝eq\f(P,U)，在輸送功率P一定，輸電線電阻r一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，輸送電流可減為原來的eq\f(1,n)，輸電線上的功率損耗將降為原來的eq\f(1,n2).二、解決遠(yuǎn)距離高壓輸電問題的基本方法1．首先應(yīng)畫出遠(yuǎn)距離輸電的電路圖(如圖)，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置．2．理清三個(gè)回路：回路1：P1＝U1I1回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R線＋P3，I2＝I3回路3：P4＝U4I4.3．常用關(guān)系(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2＝ΔU＋U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4).(3)電流關(guān)系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I2＝I線＝I3，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3).(4)輸電電流：I線＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(ΔU,R線).(5)輸電線上損耗的電功率：ΔP＝P2－P3＝I線2R線＝eq\f(ΔU2,R線)＝ΔU·I線．(6)輸電線上的電壓損失：ΔU＝I線R線＝U2－U3.例題精練1．（2021春?臺(tái)江區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，發(fā)電廠經(jīng)過變壓器（圖中未畫出，升壓后的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1），其末端間的電壓為U1，在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2。則（）A．用戶端的電壓為 B．用戶端消耗的功率為U1I2 C．理想降壓變壓器的輸入功率為I1U D．輸電線上的功率損失為2．（2021春?靜寧縣校級(jí)月考）如圖所示，一小水電站，輸出的電功率為P＝20kW，輸出電壓U0＝400V，經(jīng)理想升壓變壓器T1變?yōu)?000V電壓遠(yuǎn)距離輸送，輸電線總電阻為r＝10Ω，最后經(jīng)理想降壓變壓器T2降為220V向用戶供電。下列說法正確的是（）A．變壓器T1的匝數(shù)比n1：n2＝1：10 B．變壓器T2的匝數(shù)比n3：n4＝95：11 C．輸電線上損失的電功率為25kW D．輸電線上的電流為50A隨堂練習(xí)1．（2021春?迎江區(qū)校級(jí)期中）交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，采用圖示理想變壓器輸電，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為m，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n，輸電導(dǎo)線電阻為r，用戶的工作電壓為U。下列說法正確的是（）A．mn＝1 B．mn＞1 C．輸電線上損失的功率為 D．輸電線上損失的功率為2．（2021?湖南模擬）特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率，原線圈的電壓保持不變，輸電線路的總電阻不變。使用特高壓輸電，當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高為原來的n倍，則提升匝數(shù)比前后線路損耗的電功率之比和電壓損失之比分別為（）A．， B．， C．， D．n2，n3．（2021?畢節(jié)市模擬）如圖甲為利用理想變壓器的遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：50，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n3：n4，發(fā)電機(jī)到升壓變壓器間兩條輸電線的總電阻為0.2Ω，兩條遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為200Ω。若發(fā)電機(jī)的輸出電壓如圖乙所示，發(fā)電機(jī)的輸出功率為78kW，用戶端獲得的電壓有效值為220V。下列說法中正確的是（）A．降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n3：n4＝40：1 B．用戶端交流電的頻率為100Hz C．遠(yuǎn)距離輸電線中的電流為30A D．遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為1.2kW綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2020秋?昌平區(qū)期末）超高壓輸電是指使用500kV～1000kV電壓等級(jí)輸送電能。超高壓輸電與普通高壓輸電（500kV以下）在建設(shè)和輸送成本方面有大幅度降低。如果輸送相同的電功率，則（）A．超高壓輸電電流更大 B．超高壓輸電頻率更高 C．超高壓輸電電能損耗會(huì)更多 D．電能損耗相同的情況下，超高壓輸電線截面積可以更小2．（2020春?太湖縣期中）遠(yuǎn)距離輸電原理圖如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，當(dāng)K由2改接為1時(shí)，下列說法不正確的是（）A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)減小 C．燈泡的實(shí)際功率在減小 D．輸電線上損失的功率減小3．（2020秋?金華月考）如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率為20kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1：10，電流表的示數(shù)為1A，輸電線的總電阻為10Ω，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流 B．升壓變壓器的輸出電壓U2＝2000V C．用戶獲得的功率為19kW D．將P下移，用戶獲得的電壓將增大4．（2020秋?江陰市校級(jí)月考）如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則（）A．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500V B．用戶用電器上交流電的方向改變的頻率為50Hz C．輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D．在輸送功率一定的情況下，保持升壓變壓器原線圈匝數(shù)不變，增加副線圈匝數(shù)，可減少輸電線上損失的功率5．（2020春?眉山期末）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖。電廠輸出電壓穩(wěn)定的交流電，通過理想變壓器升壓后用阻值不變的輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處，通過理想變壓器降壓后提供給用戶。在用電高峰時(shí)，用戶家中的白熾燈不夠亮，但用電總功率確增加了，對(duì)此下列說法正確的是（）A．升壓變壓器的副線圈的電壓變大 B．輸電線路上損失的電壓變大 C．降壓變壓器的副線圈上的電壓變大 D．降壓變壓器的輸出電流減小6．（2020春?衢州期末）特高壓交流輸電是指100kV及以上的交流輸電，具有輸電容量大、距離遠(yuǎn)、損耗低、占地少等突出優(yōu)勢。遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸送電壓提高到原來的3倍，則（）A．輸電線上的電流增大為原來的3倍 B．輸電線上損失的電壓增大為原來的3倍 C．輸電線上的電能損失減少為原來的 D．用戶得到的電功率增大為原來的3倍7．（2020春?敘州區(qū)校級(jí)期中）如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器且都有一個(gè)線圈可調(diào)，發(fā)電廠的輸出電壓及輸電線的電阻均不變。在用電高峰期，隨著用戶耗電量的增大導(dǎo)致實(shí)際用戶電壓偏低，為使用戶電壓達(dá)到正常，下列說法中正確的是（）A．僅P1上調(diào)一點(diǎn)可使用戶電壓升高，線路損失減小 B．僅P2上調(diào)一點(diǎn)可使用戶電壓升高，線路損失增大 C．僅P2下調(diào)一點(diǎn)可使用戶電壓升高，線路損失減小 D．僅P1下調(diào)一點(diǎn)可使用戶電壓升高，線路損失增大8．（2020春?高臺(tái)縣校級(jí)月考）某校備用交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻為r＝1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻為R＝4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V40W”的燈12盞。要求在應(yīng)急情況下，每個(gè)教室只開6盞燈，各燈都正常發(fā)光，則（）A．發(fā)電機(jī)的輸出功率5280W B．發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢250V C．輸電線上損耗的電功率288W D．輸電線上的電流為24A9．（2020?武漢模擬）在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器L1和降壓變壓器L2均為理想變壓器，L1和L2原、副線圈的匝數(shù)比分別為k1和k2，輸電導(dǎo)線的電阻為r，用電器負(fù)載電阻為R．若輸電導(dǎo)線上損失的功率為發(fā)電廠輸出功率的10%，則r與R的比值為（）A． B． C． D．10．（2019秋?徐州期末）如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，電站輸出的交流電壓u＝250sin100πt（V），輸出功率P＝100kW，輸電線的總電阻R＝8Ω．下列說法中正確的是（）A．升壓變壓器的輸出電壓u2等于降壓變壓器的輸入電壓u3 B．降壓變壓器的輸出電流的頻率是100Hz C．若用戶消耗的電功率增大，則降壓變壓器的輸出電壓u4增大 D．輸電線上損耗的功率為5kW時(shí)，所用升壓變壓器的匝數(shù)比＝11．（2019秋?東海縣期末）原來采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電，若輸送功率一定，輸電電壓變?yōu)?10kV時(shí)，輸電線上損耗的功率變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢．倍 B．倍 C．4倍 D．2倍12．（2020?濮陽模擬）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，加在升壓變壓器原線圈。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，輸電線總電阻為r，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4，變壓器均為理想變壓器。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則（）A． B． C． D．因?yàn)樽儔浩骶鶠槔硐胱儔浩鳎陨龎鹤儔浩鞯妮斎牍β实扔诮祲鹤儔浩鞯妮敵龉β?3．（2019秋?祁東縣校級(jí)期末）輸電線的電阻為r，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，則用戶得到的功率為（）A．P B．P﹣?r C．P﹣ D．?r14．（2019春?吐魯番市期末）一小水電站，輸出的電功率為P0＝20kW，輸出電壓U0＝400V，經(jīng)理想升壓變壓器T1變?yōu)?000V電壓遠(yuǎn)距離輸送，輸電線總電阻為r＝10Ω，最后經(jīng)理想降壓變壓器T2降為220V向用戶供電，下列說法正確的是（）A．變壓器T1的匝數(shù)比n1：n2＝1：10 B．輸電線上的電流為50A C．輸電線上損失的電功率為1kW D．變壓器T2的匝數(shù)比n3：n4＝100：1115．（2019秋?蘭陵縣校級(jí)月考）2019年7月1日，被譽(yù)為“疆電東送”高速通道的±1100千伏“新疆準(zhǔn)東﹣安徽皖南”特高壓直流工程正式投運(yùn)，它是目前世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的特高壓直流輸電工程。該特高壓工程在全壓運(yùn)行前，首先試投運(yùn)電壓為±550千伏的雙極低端直流系統(tǒng)，在輸送功率不變的情況下，全壓直流輸電后因輸電線上的電阻而損失的電功率減少到試投運(yùn)的（）A．10% B．25% C．50% D．75%16．（2019?貴州學(xué)業(yè)考試）遠(yuǎn)距離輸電采用高壓輸電的主要原因是（）A．為了加快輸送電能的速度 B．為了使用戶得到高壓電 C．為了使輸電過程更加安全 D．為了減少輸電線路上電能的損失17．（2019春?東勝區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，T1、T2分別為理想升壓變壓器和理想降壓變壓器，圖中的電表V1、V2、A1、A2均為理想電表，電表的示數(shù)分別為U1、U2、I1、I2，輸電線上有一定的電阻，則下列說法正確的（）A．U1I1＝U2I2 B．保持輸送功率不變，增大U1，則U2、I1、I2均增大 C．保持U1不變，輸送功率增大，則U2、I1、I2均增大 D．保持U1不變，用戶減少，用戶消耗功率與發(fā)電廠輸出功率的比值增大18．（2019春?玉山縣校級(jí)月考）如圖所示，為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為k1，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)比為k2．升壓變壓器原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，用戶的總電阻為R（可視為純電阻），輸電線總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，用戶獲得的電壓U為（）A．（）（） B．（）（） C．（）（） D．（）（）19．（2020春?開封期末）如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，已知發(fā)動(dòng)機(jī)F輸出的電壓穩(wěn)定，變壓器T1、T2均為理想變壓器，下列關(guān)于圖中物理量的描述及關(guān)系正確的是（）A．＝，＝ B．P2﹣P3＝I22r線 C．R用變大時(shí)，U4變大，P1變大 D．R用變小時(shí)，U2﹣U3變大，P1變小20．（2019秋?鞍山期末）如圖所示的是一遠(yuǎn)距離輸電示意圖，圖中均為理想變壓器，輸電導(dǎo)線總電阻為R．則下列關(guān)系式錯(cuò)誤的是（）A．輸電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I2＝ B．熱損失的功率△P＝（U2﹣U3）I3 C．兩變壓器線圈匝數(shù)比滿足 D．變壓器①的輸出電流I2和變壓器②的輸入電流I3的關(guān)系滿足I2＝I3二．多選題（共12小題）21．（2021春?越秀區(qū)校級(jí)期中）如圖為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，n1、n2為升壓變壓器的原副線圈，n3、n4為降壓變壓器的原副線圈，發(fā)電機(jī)輸出功率P＝20kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈匝數(shù)比為1：10。電流表的示數(shù)為1A，輸電線的總電阻r＝10Ω。下列說法正確的是（）A．用戶獲得的功率為19kW B．升壓變壓器的輸出電壓U2＝2000V C．將P下移，用戶獲得的電壓將增大 D．采用高壓輸電可以增大輸電線路中的電流22．（2021春?福州期中）如圖所示額定電壓為220V的用戶供電的遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，已知輸入原線圈n1兩端的電壓U1＝250V，發(fā)電機(jī)的輸出功率為P＝25kW，輸電線的電阻r＝5Ω，如果輸電線上損失的功率為輸送功率的0.5%。如果圖中的升壓變壓器以及降壓變壓器均為理想的變壓器，則下列說法正確的是（）A．n1：n2＝1：20 B．n3：n4＝975：44 C．通過輸電線的電流強(qiáng)度大小為5A D．降壓變壓器原線圈兩端的電壓為4875V23．（2021春?浙江月考）風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保能源越來越得到人們的重視。如圖所示為某風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)車陣，它將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電，通過升壓變壓器升壓后將電能輸送至千里之外的城市，再通過降壓變壓器降壓后將電能輸送到千家萬戶。若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是（）A．升壓變壓器的輸出電壓不等于降壓變壓器的輸入電壓 B．夏天用戶用電器增加時(shí)，輸電線上損失的功率增大 C．輸電線路中的電流由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 D．無論發(fā)電機(jī)發(fā)出的是交流電還是直流電，都可以通過高壓輸電減少輸電線上的能量損耗24．（2020秋?浙江期末）在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。當(dāng)發(fā)電廠的輸出功率減小時(shí)，下列說法中正確的有（）A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率減小 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大25．（2021春?紅塔區(qū)校級(jí)期中）如圖為遠(yuǎn)距離的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1．在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2．則（）A．用戶端的電壓為 B．輸電線上的電壓降為U C．理想變壓器的輸入功率為I1U D．輸電線路上損失的電功率I12r26．（2020春?成都期中）我國特高壓輸電工程是目前世界上輸電電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來用110kV的超高壓輸電，輸送功率為5500kW，輸電線路上損失的功率為25kW。在保持輸送功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)采用1100kV的特高壓輸電，不考慮其他因素的影響，下列說法正確的是（）A．輸電線上損失的電壓為50V B．輸電線上損失的電壓為2500V C．輸電線上損失的電功率為250W D．輸電線上損失的電功率為25kW27．（2020春?海珠區(qū)校級(jí)月考）如圖所示為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1＝n4＜n2＝n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL＞2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化。當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(shí)（）A．A1、A2兩表的示數(shù)不相同 B．L1、L2兩燈泡的亮度相同 C．R1消耗的功率小于R3消耗的功率 D．R2兩端的電壓大于R4兩端的電壓28．（2020秋?如皋市校級(jí)月考）遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器。若發(fā)電廠輸出電壓和功率均不變，則當(dāng)S由2改接為1時(shí)，下列說法正確的是（）A．電壓表讀數(shù)變大 B．電流表讀數(shù)變大 C．輸電線損失的功率減小 D．用戶得到的功率減小29．（2020春?梅州期末）遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1、輸電線的電阻r和理想變壓器的匝數(shù)均不變。當(dāng)用戶消耗的功率變大時(shí)，下列說法正確的是（）A．輸電線中通過的電流變小 B．輸電線上的電壓損失變大 C．用戶電器兩端的電壓變大 D．輸電線上損耗的功率增大30．（2020春?武昌區(qū)校級(jí)月考）一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為1000kW，電壓為1000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電。輸電線路總電阻R＝10Ω．到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡（220V、40W）。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則（）A．變壓器T1原、副線圈電流分別為103A和100A B．變壓器T2原、副線圈電壓分別為9kV和220V C．變壓器T1和T2的變壓比分別為1：10和5：1 D．有2.5×103盞燈泡（220V、40W）正常發(fā)光31．（2020春?雙流區(qū)校級(jí)月考）在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有（）A．升壓變壓器的輸出電壓減小 B．降壓變壓器的輸出電壓減小 C．輸電線上損耗的功率減小 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大32．（2019秋?鎮(zhèn)江期末）如圖所示，通過較長的輸電線給電阻絲M、N供電，保持輸電電壓U0不變，輸電線電阻不可忽略，閉合開關(guān)S，兩電阻絲均正常工作，現(xiàn)斷開開關(guān)S，下列判斷正確的是（）A．輸電線中電流變小 B．電阻絲M兩端電壓減小 C．整個(gè)電路消耗的總功率增大 D．為使電阻絲M仍能正常工作，可減小輸電電壓U0電磁振蕩知識(shí)點(diǎn)：電磁振蕩一、電場振蕩的產(chǎn)生及能量變化1．振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流．2．振蕩電路：能產(chǎn)生振蕩電流的電路．最簡單的振蕩電路為LC振蕩電路．3．LC振蕩電路的放電、充電過程(1)電容器放電：由于線圈的自感作用，放電電流不會(huì)立刻達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸減少．放電完畢時(shí)，極板上的電荷量為零，放電電流達(dá)到最大值．該過程電容器的電場能全部轉(zhuǎn)化為線圈的磁場能．(2)電容器充電：電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的自感作用，電流并不會(huì)立刻減小為零，而要保持原來的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小，電容器開始反向充電，極板上的電荷逐漸增多，電流減小到零時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷最多．該過程中線圈的磁場能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的電場能．4．電磁振蕩的實(shí)質(zhì)在電磁振蕩過程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在周期性地變化著，電場能和磁場能也隨著做周期性的轉(zhuǎn)化．二、電磁振蕩的周期和頻率1．電磁振蕩的周期T：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間．2．電磁振蕩的頻率f：周期的倒數(shù)，數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)．如果振蕩電路沒有能量損失，也不受其他外界條件影響，這時(shí)的周期和頻率分別叫作振蕩電路的固有周期和固有頻率．3．LC電路的周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).其中：周期T、頻率f、電感L、電容C的單位分別是秒(s)、赫茲(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．技巧點(diǎn)撥一、電磁振蕩的產(chǎn)生及能量變化1．各物理量隨時(shí)間的變化圖像：振蕩過程中電流i、極板上的電荷量q、電場能EE和磁場能EB之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系．(如下圖)2．相關(guān)量與電路狀態(tài)的對(duì)應(yīng)情況電路狀態(tài)abcde時(shí)刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T電荷量q最多0最多0最多電場能EE最大0最大0最大電流i0正向最大0反向最大0磁場能EB0最大0最大03.(1)在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，與電容器有關(guān)的物理量：電荷量q、電場強(qiáng)度E、電場能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．與振蕩線圈有關(guān)的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振蕩過程中，電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE增大時(shí)，線圈中的三個(gè)物理量i、B、EB減小，且它們的變化是同步的，也即q、E、EE↓eq\o(→,\s\up10(同步異向變化))i、B、EB↓.二、電磁振蕩的周期和頻率1．LC電路的周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).2．說明：(1)LC電路的周期、頻率都由電路本身的特性(L和C的值)決定，與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素?zé)o關(guān)，所以稱為LC電路的固有周期和固有頻率．(2)使用周期公式時(shí)，一定要注意單位，T、L、C、f的單位分別是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫茲(Hz)．(3)電感器和電容器在LC振蕩電路中既是能量的轉(zhuǎn)換器，又決定著這種轉(zhuǎn)換的快慢，電感L或電容C越大，能量轉(zhuǎn)換時(shí)間也越長，故周期也越長．(4)電路中的電流i、線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電容器極板間的電場強(qiáng)度E的變化周期就是LC電路的振蕩周期T＝2πeq\r(LC)，在一個(gè)周期內(nèi)上述各量方向改變兩次；電容器極板上所帶的電荷量，其變化周期也是振蕩周期T＝2πeq\r(LC)，極板上電荷的電性在一個(gè)周期內(nèi)改變兩次；電場能、磁場能也在做周期性變化，但是它們的變化周期是振蕩周期的一半，即T′＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC).例題精練1．（2021?海淀區(qū)校級(jí)模擬）對(duì)處于如圖所示時(shí)刻的LC振蕩電路，下列說法正確的是（）A．電容器正在放電，電場能正轉(zhuǎn)化成磁場能 B．電容器正在充電，電場能正轉(zhuǎn)化成磁場能 C．電容器正在放電，磁場能正轉(zhuǎn)化成電場能 D．電容器正在充電，磁場能正轉(zhuǎn)化成電場能2．（2021春?煙臺(tái)期中）在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中，下列說法中正確的是（）A．回路中電流值最大時(shí)，回路中電場能最大 B．電容器充電完畢時(shí)，回路中磁場能最少 C．回路中電流減小時(shí)，電容器上電荷量也減少 D．回路中磁場能減少時(shí)，回路中電流值增大隨堂練習(xí)1．（2021春?諸暨市校級(jí)期中）如圖所示，電容器充電穩(wěn)定后，將開關(guān)S由b扳到a并開始計(jì)時(shí)，在電流振蕩了半個(gè)周期時(shí)，電路中（）A．電容器C里的電場強(qiáng)度最強(qiáng)，電場強(qiáng)度方向向下 B．線圈L周圍磁場最強(qiáng) C．線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 D．磁場能開始向電場能轉(zhuǎn)化2．（2021春?鼓樓區(qū)校級(jí)月考）如圖所示的LC振蕩電路中，某時(shí)刻電容器上下極板帶電情況和線圈L中的磁場方向如圖所示，則此時(shí)（）A．線圈中的自感電動(dòng)勢在增大 B．電容器兩端電壓正在增大 C．磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能 D．增大電容器的電容，可以減弱振蕩電路向外界輻射能量的本領(lǐng)3．（2021?鼓樓區(qū)校級(jí)二模）如圖所示的LC振蕩電路，當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后，下列說法中正確的是（）A．振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的帶電荷量最大 B．振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場能最大 C．振蕩電流為零時(shí)，電場能為零 D．振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021春?如皋市月考）如圖所示的LC振蕩電路中，某時(shí)刻電容器上下極板帶電情況和線圈L中的磁場方向如圖所示，則此時(shí)（）A．線圈中的自感電動(dòng)勢在增大 B．電容器兩端電壓正在增大 C．磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能 D．在電容器內(nèi)放入絕緣物質(zhì)，可以減弱振蕩電路向外界輻射能量的本領(lǐng)2．（2021?浙江模擬）在LC振蕩電路中，t1時(shí)刻和t2時(shí)刻電感線圈中的磁感線和電容器中極板的帶電情況分別如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．在t1時(shí)刻電容器正在充電 B．在t2時(shí)刻電容器正在充電 C．在t1時(shí)刻電路中的電流處在減小狀態(tài) D．在t2時(shí)刻電路中的電流處在增大狀態(tài)3．（2021?海淀區(qū)模擬）對(duì)處于圖所示時(shí)刻的LC振蕩電路，下列說法正確的是（）A．電容器正在放電，電場能正轉(zhuǎn)變成磁場能 B．電容器正在充電，電場能正轉(zhuǎn)變成磁場能 C．電容器正在放電，磁場能正轉(zhuǎn)變成電場能 D．電容器正在充電，磁場能正轉(zhuǎn)變成電場能4．（2020秋?嘉興月考）如圖所示為公交車上車時(shí)刷卡的情景，當(dāng)聽到“嘀”的聲音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡內(nèi)部有電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路。刷卡時(shí)，讀卡機(jī)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波，IC卡內(nèi)的LC振蕩電路產(chǎn)生電諧振，線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到一定的電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是（）A．讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播 B．IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電源 C．若讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，則IC卡內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．IC卡既能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波，也有向讀卡機(jī)傳輸數(shù)據(jù)功能5．（2020秋?諸暨市月考）下列說法正確的是（）A．電容器外殼上標(biāo)的工作電壓比擊穿電壓要低 B．英國科學(xué)家泊松在實(shí)驗(yàn)中觀察到了著名的“泊松亮斑” C．法拉第通過嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推理最早給出法拉第電磁感應(yīng)定律 D．在LC振蕩電路中，僅增大電容器的極板距離會(huì)使振蕩電路的固有頻率減小6．（2020秋?浙江月考）如圖所示是電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路，某時(shí)刻電路中正形成如圖所示方向的電流，此時(shí)電容器的上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則以下說法正確的是（）A．線圈中的磁場向上且正在增強(qiáng) B．電容器中的電場向下且正在減弱 C．若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變大 D．若增大電容器極板間的距離，則發(fā)射電磁波的波長變小7．（2020秋?浙江月考）在如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場方向向上，且電路的電流正在增強(qiáng)，則此時(shí)（）A．a(chǎn)點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高 B．電容器兩極板間場強(qiáng)正在減小 C．電路中電場能正在增大 D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢正在增大8．（2020春?綿陽期末）如圖甲是LC振蕩電路，其中電流隨時(shí)間變化的i﹣t圖象如圖乙所示。t＝0時(shí)刻，電容器的下極板M帶正電，在之后的某段時(shí)間，M板帶負(fù)電，磁場能減小，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖象中的（）A．Oa段 B．a(chǎn)b段 C．bc段 D．cd段9．（2020春?慈溪市期末）下列說法正確的是（）A．頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領(lǐng)越弱 B．在光的單縫衍射中，若將狹縫變窄，則在屏上產(chǎn)生的中央亮條紋變窄 C．醫(yī)院中放射科給病人做胸透，是利用了β射線照射人體進(jìn)行透視 D．光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維結(jié)合的產(chǎn)物10．（2020春?浙江月考）如圖所示，儲(chǔ)罐中有不導(dǎo)電液體，與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連，開關(guān)S先打到a端讓電容器充滿電，t＝0時(shí)開關(guān)S打到b端，t＝0.15s時(shí)LC回路的電流沿順時(shí)針方向且第一次達(dá)到最大，則（）A．LC回路的振蕩周期為0.3s B．t＝0.9s時(shí)電容器放電完畢 C．t＝0.3～0.45s的時(shí)間里電流沿逆時(shí)針方向且磁場能逐漸增大 D．當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)液面下降時(shí)，LC回路的振蕩頻率減小11．（2020?西湖區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示為某時(shí)刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，其振蕩周期為，則（）A．該時(shí)刻振蕩電流i在增大 B．該時(shí)刻極板間的電場強(qiáng)度在減小 C．振蕩過程中電場能與磁場能的轉(zhuǎn)化周期為 D．振蕩過程中線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化周期為12．（2020秋?浙江月考）在LC振蕩電路中，某時(shí)刻電容器C中的電場方向和線圈L中的磁場方向如圖所示，則此時(shí)（）A．電容器正在放電 B．電容器兩端電壓正在增大 C．電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能 D．回路的電流正在變大13．（2020春?嘉興期末）若某時(shí)刻LC振蕩電路中連接電容器的導(dǎo)線具有向上的電流，如圖所示。則下列說法中正確的是（）A．電容器正在放電 B．電流正在逐漸減小 C．兩平行板間的電場強(qiáng)度在減小 D．螺線管中的感應(yīng)磁場豎直向上14．（2020?浙江模擬）如圖為一個(gè)振蕩電路在某時(shí)刻的情況。電容器電容為C，線圈的自感系數(shù)為L，下列判斷正確的是（）A．電容器兩端電壓正在變大 B．圖示狀態(tài)下電流正在變大 C．電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能 D．電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化的周期為2π15．（2020春?諸城市期中）如圖所示表示LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說法正確的是（）A．電容器正在充電 B．電感線圈中的電流正在增加 C．若在電感線圈中插入鐵芯會(huì)減小充電時(shí)間 D．電容器兩端電壓正在增大16．（2020春?煙臺(tái)期末）某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖所示，下列說法中正確的是（）A．振蕩電流i在減小 B．電容器兩板間電壓在減小 C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化 D．電容器極板上的電荷量從零變化到最大值所需的最短時(shí)間為π17．（2020?浙江模擬）如圖所示，是某LC振蕩電路中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線，如圖乙所示，規(guī)定順時(shí)針電流為正電流，則（）A．在t1時(shí)刻，a板帶正電，電荷量最大 B．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，線圈內(nèi)磁場方向向上，且強(qiáng)度減弱 C．在t2時(shí)刻，電感線圈自感電動(dòng)勢最大，Uc＞Ud D．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，電容器正在充電18．（2020春?杭州期末）如圖所示的LC振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場方向向上，且電路的電流正在減小，則此時(shí)（）A．a(chǎn)點(diǎn)電勢比b點(diǎn)低 B．電容器兩極板間場強(qiáng)正在減小 C．電路中電場能正在增大 D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢正在減小19．（2020春?天津期末）如圖所示為某時(shí)刻LC振蕩電路中電容器中電場的方向和電流的方向，則下列說法中正確的是（）A．電容器正在放電 B．電感線圈的磁場能正在增加 C．電感線圈中的自感電動(dòng)勢正在阻礙電流的減小 D．電容器的電場能正在減少20．（2020春?亭湖區(qū)校級(jí)期中）如圖所示是LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說法正確的是（）A．此時(shí)電路中電流等于零 B．電容器正在充電 C．電感線圈中的電流正在增大 D．電容器