巩固练习电能的输送及应用基础.pdf
高中物理 高中物理【巩固练习】一、选择题 1 远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用比 330 kV 高得多的电压进行输电，采用高压输电输电的优点是（）A可节省输电线的铜材料 B可根据需要调节交变电流的频率 C可减少输电线上的能量损失 D可加快输电的速度 2以下关于电能输送的说法正确的是（）A输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B减小输电导线上功率损失的唯一方法，是要采用高压输电 C减小输电导线上功率损失的唯一方法，是增大导线的横截面积 D实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等 3（2015 北京西城教研）远距离输送电时，在输送的电功率不变的条件下（）A只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率 B只有提高输电电压，才能减小电流，提高输电效率 C提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗 D提高输电电压势必增大输电导线上的电流 4（2016 江西二模）远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的 n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是（）A输电线上的电功率损失是原来的21n B输电线上的电功率损失是原来的1n C输电线上的电压损失是原来的12n D输电线上的电压损失是原来的21n 5变电站通过两根输电线向用户送电，变电站输出电压为 U，线路电流为 I，导线电阻为 R，用户端电压为 U，则输电线上损失的电功率为（）A2UR BI2R CUI DI(UU)6输电线的电阻共计为 r，输送的电功率为 P，用电压 U 送电，则用户能得到的电功率为（）AP B22PPrU C2UPr D22PrU 高中物理 高中物理 7远距离输电时，在输送功率不变的条件下（）A只有增加导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率 B只有提高输电电压，才能减小输电电流，提高输电效率 C提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗 D提高输电电压，势必增大输电导线上的电流 8 水电站向小山村输电，输送电功率为 50 kW，若以 1100 V 送电，则线路损失为 10 kw，若以 3300 V 送电，则线路损失可降为（）A3.3 kW B1.1 kW C30 kW D11 kW 9发电厂发电机的输出电压为 U，发电厂至学校的输电导线总电阻为 R，通过导线上的电流为 I，学校得到的电压为 U2，则输电导线上损耗的功率下列表达式错误是（）A21UR B212()UUR CI2R DI(U1U2）10如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是 r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1。在输电线与用户间连有一想想变压器，流入用户端的电流是 I2。则 A用户端的电压为 I1U1/I2 B输电线上的电压降为 U C理想变压器的输入功率为 I12r D输电线路上损失的电功率为 I1U 11 小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过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，经降低电压后再输送至各用户。没变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（）A升压变压器初级线圈中的电流变小 B升压变压器次级线圈两端的电压变小 C高压输电线路的电压损失变大 D降压变压器次级线圈两端的电压变小 二、填空题 12（2016 绵阳期末）利用垃圾发电可减少垃圾堆放，消除细菌和减少传染病传播，减少大气污染。中国第一座垃圾电站在深圳市，日处理垃圾 300 吨，发电功率 500kW，。当高中物理 高中物理 采 10kV 电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜相差 2400kWh，则输电线上的总电阻为 ，若要使输电线上损失的功率变为输送功率的 1.25%，则输电电压应提高到 V。13如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1n2=41，原线圈输入电压U1=1410sin100t（V），副线圈通过电阻 R=1的输电线对用户供电，则用户处最多接_盏“220 V 40 W”的电灯可保证正常发光。三、解答题 14（2015 北京西城教研）某发电机的输出功率为 100 kW，输出电压为 250V，从发电机到用户间的输电线总电阻为 8，要使输电线上的功率损失为 5%，而用户得到的电压正好为 220V，升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比各是多少？15发电机的端电压为 220 V，输出电功率为 44 kW，输电导线的电阻为 0.2，如果用初、次级匝数之比为 110 的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次匝数比为 10l的降压变压器降压供给用户。（1）画出全过程的线路示意图；（2）求用户得到的电压和功率；（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率。【答案与解析】一、选择题 1【答案】AC 【解析】本题考查了远距离输电中功率损失与电压、电阻的关系。由 P=IU 得PIU，输送的电功率 P 一定，采用高压输电，U 大则 I 小，输电线中的电流就小，由 P线=I2r，在要求输电线损耗一定的情况下，就可选电阻率略大一点的材料作导线。若输电线确定，则可减少输电线上的能量损失，故 A、C 选项正确。交变电流的频率是固定的，不需调节，输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故 B、D 选项不正确。2【答案】AD 【解析】输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。减少输电线上的功率损失可采用高压输电，也可以减小输电线电阻，即增大导线横截面积，但不经济。实际输电时，应综合考虑各种因素。3【答案】B【解析】输电线上的电流由输送的功率与输出电压决定，与输电线的电阻无关故 A 错误；输送功率不变，根据 P=UI 知，提高输电电压，输电电流减小，则损失的功率减小，输电的效率提高，故 B 正确，C、D 错误故选 B 4【答案】A 高中物理 高中物理【解析】设输送的电功率一定为 P，输送电压为 U，输电线上功率损失为P，电压损失为U，电流为 I，输电线总电阻为 R 由 P=UI 知，PIU，则222PPI RRU，PRUIRU 可知输送电压增为原来的 n 倍，则输电线上电功率损失变为原来的21n，损失的电压变为原来的1n故 A 正确，B、C、D 错误故选 A 5【答案】BD 【解析】输电线上损失的电功率即为输电线上的热功率，所以 P损=I2R。损失电压为 UU，所以 P损=(UU)。B、D 选项正确，A、C 选项错误。6【答案】B 【解析】用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的热功率之差，所以2PPPrU户，B 选项正确，A、C、D 均错误。7【答案】B 【解析】在输送功率一定的前提下，P输=U输 I输，2PIR损输线，100%PPP损输输，所以选项 B 正确。8【答案】B 【解析】由 P=UI，P=I2R 可得：22PPRU，所以当输送电压增大为原来 3 倍时，线路损失变为原来的19，即P=1.1 kW。9【答案】A 【解析】用2UPR求电阻上损失的功率时，U 要与电阻 R 相对应，选项 A 中的 U 是输出电压不是输电线电阻上的电压，故 A 是错误的。B 中的 U1U2是输电线电阻上的电压，因此，B 是正确的。C、D 中的电流，是输电线中的电流，故 C、D 都是正确的。10【答案】A【解析】理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到电压为 U2,所以 I1U1=U2I2,即 A选项正确;输电线上电压降为rIU1,或者1UUU,即 B 选项错误;理想变压输入功率为 P=I1U1,即 C 选项错误;损失的功率rIP21即 D 选项错误。11【答案】CD 【解析】用电器电功率增加导致输出功率变大，在输出电压一定时，使输出电流变大，由于U=IR，所以输出电流变大导致输电线路的电压损失变大，从而导致降压变压器初级高中物理 高中物理 线圈电压变小，次级线圈电压也减小，所以选项 C、D 正确。二、填空题 12【答案】40，4103【解析】（1）输电线上损失的功率：352400 103600W1 10 W24 3600EPt 输电线上的电流：33500 10A50A10 10PIU 根据2PI r得，输电线的电阻：5221 104050PrI 若要使输电线上损失的功率变为输送功率的 1.25%，即331.25%500 101.25%W6.25 10 WPP 此时输电线上的电流：36.25 10A12.5A40PIr 则输电电压：34500 10V4 10 V12.5PUI 13【答案】165 【解析】由题意知原线圈的输入电压为：11410V1000V22mUU，根据原、副线圈的匝数比得副线圈的电压为：221111000V250V4nUUn，用电器正常工作电压220 VU用，则线路损失电压为：U=U2U用=250 V220 V=30 V，输电线上的电流为 30A30A1UIR。每只灯泡的正常工作电流为 402AA22011PIU额额额。用户最多可接电灯的盏数为 高中物理 高中物理 30A165()2A11InI额盏。三、解答题 14【答案】1:16；190:11 【解析】画出高压输电线路图如图所示 设升压变压器原线圈电流为 I1，电压为 U1，有 U1=250 V，311100 10A400A250PIU 升压变压器副线圈电流为 I2，当输电线上损失功率为输送功率的 5%时，有225%PI rP线 325%0.05100 10A=25A8PIr线 因此升压变压器的匝数比122125140016nInI 降压变压器的输入电压为3223800VUUI r 所以，降压变压器匝数比3344380019022011nUnU 15【答案】（1）图见解析 （2）219.6 V 4.392104 W （3）180 V 3.6104 W【解析】（1）示意图如图所示。（1）升压变压器次级的输出电夺 221110220V2200V1nUUn。据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级输出电流 高中物理 高中物理 32244 10A20A2200PIU。输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR=I2R=200.2 V=4 V，PR=I22R=2020.2 W=80 W。加到降压变压器初级上的输入电流和电压为 I3=I2=20 A，U3=U2UR=2200 V4 V=2196 V。降压变压器次级的输出电流和电压为 443312196V219.6V10nUUn，343410 20A200AnIIn。用户得到的功率为 P4=I4U4=200219.6 W=4.392104 W。（3）若不采用高压输电，用 220 V 低压直接供电时，电路如图所示，则输电电流 3144 10A200A220PIU，输电线路上的电压损失 2000.2V40VRUIR，所以用户得到的电压为 41220V40V180VRUUU。用户得到的功率为 444200 180W3.6 10 WPIU。
