3.4远距离输电 同步练习（Word版含解析）.docx

粤教版（2019）选择性必修二3.4远距离输电一、单选题如下图，升压变压器匝数比全校共22个班，每班有1.有一台内阻为1。的发电机，供给一个学校照明用电,为1匚4,降压变压器匝数比4口1,输电线总电阻R=4Q。“220 V, 40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则（A.发电机输出功率为5 280 WB.发电机电动势为250 VC.若减小升压变压器原副线圈匝数比可以提高输电的效率D.若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率也减半2 .图示为某发电厂向偏远山区输送电能的示意图，发电厂通过升压变压器I和降压变压器丁2向纯电阻用电器犬。（未知）供电。已知输电线的总电阻为七（原、副线圈匝 数比为1口10,乙原、副线圈匝数比为10口1,（原线圈两端的瞬时电压 = Usinw,测得发电厂回路中电流有效值为/。若小弓均可视为理想变压器，发电机的内阻不计,A.降压变压器中电流的频率为aB.输电线消耗的总功率为ft/CD2C.用电器消耗的功率为高/%D.用电器的电阻为警-*R3 .目前我国远距离输电已经采用750kV的超高压和UOOkV的特高压。假设甲、乙两地原来采用750kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用UOOkV的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（）A.输电线上输送的电流大小减小得发电厂的输出功率输电线消耗的总功率B错误；C.用电器消耗的功率C错误；D.由得Yd，r = i1r =i2r<p =ui1002P,=P-P,= UI-i2r-2100，4 二 %13 %而/3=，2,得用电器的电流 = /，又P?=I：&得用电器的电阻D正确。故选Do3. A【解析】【详解】A.根据公式R)=21R 100答案第3页，共16页且P不变，可知输电电流u输当输电电压增大时，输电电流减小，A正确；B.%不变，当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小，B错误；C.输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率片员=/输2 ,%当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，C错误；D. P不变，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，用户得到的电功率增大，D错 误；故选Ao4. A【解析】【详解】A.输送功率不变时，根据P = U/可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损 失的功率P = /2/可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，提高输电效率，A正 确；B.根据P = U/可知，输送功率不变时，提高电压可以小输电线上的电流，B错误；C.根据输送功率不变时，根据尸=可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线 上损失的功率居戋可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，减小了输电导线上 能量的损耗，c错误；D.输送功率不变，根据片。/知，增大导线的电阻，对电流无影响，D错误。故选Ao5. D【解析】【分析】【详解】A.动圈式话筒的音圈是由振膜振动时带动的，不是因受安培力而运动的。故A错误；B.动圈式话筒的振膜所做的运动是受迫振动，因为由声波提供的驱动力不满足简谐运动答案第4页，共16页 条件。故B错误；C.话筒产生电流信号的原理是音圈在磁场中切割磁感线运动而产生感应电流，是电磁感 应，不是电流磁效应。故C错误；D.由%=可知，为了减信号沿导线传输过程中的电能损失，应减小电流；再由P = UI知，增大电压可减小电流，故话筒内的变压器是升压变压器，升压后传输电流减小，故D 正确。故选D。6. C【解析】【详解】A.电路中的电流一U则输电线上损失的电压P。损=U U =IR = R故A正确；B.输电线上损失电功率为物 RR U2故B正确；CD.用户得到的功率p =iu =p_p =Cp = p_（u_u）-二p_R仃拉URU2故D正确，C错误。本题选错误项，故选C。7. A【解析】【详解】答案第5页，共16页AB.因为P1 = P2 = "+P3P3 = P4由于04增大，则T2次级电流变大，则初级电流也变大P=I?R可知AP、及乃、P2均变大，A正确，B错误；CD.因为U2= 4 UiS一定，所以。2不变，CD错误。故选Ao8. A【解析】【详解】A.根据公式心=城R解得/线=20AA正确；B.设升压变压器原线圈电流为/,则有UJ =臣+1100x40解得4=184 A升压变压器的匝数比为2i = A = ln2 49B错误；C.降压变压器的副线圈的电流为PA =1100x = 200A答案第6页，共16页降压变压器的匝数比为C错误；D.发电机的输出功率4 =U3 =46kWD错误。故选Ao9. D【解析】【分析】【详解】AB.原线圈输入电压及输电功率恒定，当S由2改接为1时，根据"I升压变压器副线圈匝数”增大，则4增大，由于UJ=U£则升压变压器副线圈电流，2减小，所以电流表读数减小，线路损失的电压减小，则降压变压器原线圈的电压4=3-AU增大，则降压变压器副线圈的电压4 =以1 %增大，所以电压表的读数增大，则AB正确，不符合题意；C.输电线上损耗的功率为AP = I；R殁由于升压变压器副线圈电流，2减小，所以输电线上损耗的功率减小，则C正确，不符合题意；D.用户的功率为输电线上损耗的功率减小，所以用户的功率增大，则D错误，符合题意；故选D。答案第7页，共16页10. c【解析】【详解】A.发电机输出的电流L = = 250AA错误；B.输电线上的电流，线=，3=JF = 25AB错误；CD.在用户端，有P-儿根据变压器的规律有% ： % =八：，3解得I4 = 443A ,%：% = 195:11C正确，D错误。故选C。11. D【解析】【分析】【详解】根据片为，导线上的热损失功率变为原来的9倍，电流应增加为原来的3倍，即为3/；由。=”知，则输送电压变为故选Do12. B【解析】【分析】答案第8页，共16页【详解】A.理想变压器本身不消耗能量，输入功率等于输出功率，输电导线输送功率为P2 =t/2/2 =1100x103x5x103W=5.5x109W发电机输电功率不可能比它低，A错误；B.输电导线上损失的功率P = (5xIO3)2 x 10W = 2.5xlO8W损失的电压At/ = Z2/? = 5 x IO3 x 10V = 50kVB正确；C.输电导线末端电压M - AU)=(11。- 50) kV = 1050kV 则5 _ 10503L500 T降压变压器匝数比应小于3： 1, C错误；D.用UOOkV输电时输电导线上损失的功率AP = 2.5x108W保持输送功率不变，只用550kV输电，输电导线上损失的功率Pr =(5.5x10： x10W = 1x109W(550x1()3 J则用户得到的功率比UOOkV输电时减少AP-AP<1x109WD错误。故选Bo13. A【解析】【分析】【详解】根据答案第9页，共16页P = UI、ap = i2r可知，在输送的电功率一定的情况下，输电线上损耗的功率POC 工U2又根据功率的比值可知故选Ao14. B【解析】【分析】本题考查远距离输电问题，解决本题的关键：1、知道变压器原副线圈的电压比、电流比与 匝数比的关系；2、知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的 关系。【详解】设发电站端升压变压器的输出电压为a=2000V,用户端变压器原线圈电压为则有p = U3u,-i,r = u2对用户端降压变压器，根据变压器的变压比有220V .联立解得降压变压器原、副线圈的匝数比为勺：% = 5:1故选Bo15. D【解析】【分析】【详解】A.输电线上输送的电流大小为答案第10页，共16页/ = = 6x103A UA错误；B.输电线上损失电压为A(/ = /? = 3x104VB错误；C.损失的功率为AP = At/ = 1.8xlO5kW故该输电系统的输电效率为P-AP =x 100% = 94%PC错误；D.若改用10kV电压输电，则输电电流为P r=3xio5a u输电线上损失的功率为AP' = r2/? = 4.5xl08kWD正确。故选D。16. 变电站网络【解析】【详解】略17. 1： 50【解析】【分析】根据电阻定律得出输电线的电阻，根据输电线上损失的功率求出输电线上的电流，从而根 据尸="求出升压变压器的输出电压；根据输电线上的电流和电阻求出输电线上的电压损 失；根据变压比公式求解升压变压器原、副线圈的匝数比；【详解】2/解：导线电阻为：R = p一,代入数据得：R线=16。，升压变压器副线圈电流为：答案第11页，共16页，2=/线，又/224=4%尸,解得：4 =500A,根据尸=4，2得:U2=200KVf根据变压比,_ n, U、40001公 =“5& U? 200000 50故答案为1： 5018. 身压【解析】【详解】由/=提 线路损耗电能为。i心，输送功率一定的情况下，电压越高，电流越小，损耗越小19. 减小导线的电阻提高输送的电压【解析】【详解】1由可知，输电功率。一定，输电电压。一定，减小导线的电阻，输电线损失的功率尊越 小，导线损失的电能越小；2输电功率夕一定，导线的电阻一定，提高输送的电压，导线损失的功率减小，导线损 失的电能减小。20. (l)400A, 20A； (2)200V, 5000V； (3)1：20, 240：11【解析】【分析】【详解】(1)升压变压器输入的电流为,A looxio3 A JAAA/.=A = 400 A1 U、 250由月员二厅尺解得输电线上通过的电流是答案第12页，共16页B.输电线上由于导线电阻造成的损失电压增大C.输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率增大D.用户得到的电功率减小4.远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是（）A.提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率B.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗D.只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率5 .如图所示是动圈式话筒的内部结构示意图，当声波传至振膜，振膜便振动起来，与 振膜相连的音圈也振动起来，由于音圈处在磁场中，音圈内就产生了“随声音变化''的 电流信号。为了减少电流信号沿导线传输过程中的电能损失，话筒内接有变压器。话筒输出的电流信号经扩音机放大后能推动喇叭发出声音。以下说法正确的是（）A.动圈式话筒的音圈在磁场中因受安培力而运动I声波IB.动圈式话筒的振膜遇到声波时所做的运动是简谐运动C.动圈式话筒将声音信号转变为电流信号的原理是电流磁效应D.动圈式话筒内的变压器是升压变压器，升压后传输电流减小6 .某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P,输电电压为输电线电阻为凡 用户得到的电压为不计容抗与感抗的影响，则下列说法中错误的是（ ）pA.输电线上损失电压为万RB.输电线上损失电功率为3一U'yRC.用户得到的功率为人RU'D.用户得到的功率为万。7.如图所示，有一台交流发电机E。通过理想升压变压器和理想降压变压器T2向(2)输电线损失的电压为U 损=/?R = 20 x10V = 200V由二鸟=U2I2可得升压变压器输出的电压是 100x10 v = 5000V /220(3)升压变压器的匝数比为区="二 250 _ 1%.5000 - 20降压变压器输入电压为七=4 一。损=5000V-200V = 4800V降压变压器的匝数比为%=七= 4800 _ 240彳一百一220 1T12221. (1) 2.19义105 kwh 或 7.884xl()iiJ； (2) ； (3)【解析】【分析】【详解】(1)因为尸=1.0x105 W,片365x6 hE=Pt=2A9xlO5 kW h或 E=7.884xiou J(2)依题意作出如图输电示意图升压变压器原线圈的电流为U 250答案第13页，共16页输电线中的电流为，2,则h2R =P 损所以/2=20A升压变压器乙的匝数比为n _ /2 _ n2 120(3)降压变压器乃副线圈中电流/4,即为提供给所有用户的总电流/总，用户获得的总功 率为P声P-P损又P 用/总=。4/4所以3440 A其原线圈中电流I3=l2=20A降压变压器的匝数比为224，3122. (1)见解析；(2)见解析【解析】【详解】(1)演示步骤：闭合开关，观察小灯泡明亮程度。增大输入电压，观察小灯泡变化情况。打开开关，更换阻值更小的电阻，闭合开关，观察小灯泡的变化情况。现象：增大输入电压，灯泡变亮。更换阻值更小的电阻，灯泡变亮。(2)断开开关，将电压表V2接在升压变压器副线圈两端，闭合开关，读出两电压表示 数，根据U _ &U2 n2由此可解得升压变压器原、副线圈的匝数比。答案第14页，共16页23. (1) 25A； (2)19011【解析】【分析】【详解】(1)输电线上的电流为2殳二25A %(2)输电线上损失的电压为型=200V升压变压器的输出电压为U.= = 4000V - h则降压变压器的输入电压为5= 5- U 损=4000V-200V=3 800V降压变压器的匝数比为=190%。41124. (1) 20A； (2) 5000V； (3) 1:10； (4) 900【解析】【详解】(1)根据如图所示输电线路，设升压变压器副线圈上的输出电流升压变压器副线圈上的输出电压。2,由题意可知所以有4x10、A = 20A10(2)升压变压器副线圈上的输出电压三甘3000V(3)发电机的输出电流为答案第15页，共16页,P 100xio3 A iAL =A = 200A1 U 500根据电流与匝数成反比，则有= A = 1小 I, 1041（4）据降压变压器输入功率等于输出功率有P3=P4=10Q - 4=96 kW灯可以消耗的功率是所以还可装灯的盏数为P 行96kW-60kW=36kW3600040= 900答案第16页，共16页远处用户供电，输电线的总电阻为A。1的输入电压和输入功率分别为U和P,它的输出电压和输出功率分别为。2和尸2；的输入电压和输入功率分别为。3和尸3,它的输出电压和输出功率分别为和设的输入电压U/一定，当用户消耗的电功率变大时，有（）A. P2变大，变大用户B. P/变小,变小C.。2变小，。3变小D.。2变小，变大8 .如图所示，某小型水电站发电机的输出电压伪=250 V,经升压变压器和降压变压 器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R沪5 Q,输电线上损失的功率尸斫2 kW, 养殖场共有1100盏标有“220 V 40 W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电 器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（）C.降压变压器的匝数比773口4=9口1D.发电机的输出功率为44 kW9 .远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法错误的是（）A.电压表读数增大B.电流表读数减小C.输电线上损耗的功率减小D.用户的功率减小10 .如图所示，某小型水电站发电机的输出功率。=lOOkW,发电机输出的电压 二400V,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=4。，在用户端用降压变均为理想变压器，下列说法正确的是（）压器把电压降为S= 220V。已知输电线上损失的功率/ =2.5kW,假设两个变压器升压变压器降压变压器A.发电机输出的电流人=25AB.输电线上的电流/线=625AC.降压变压器的匝数比%:% = 195:11D.用户得到的电流，4 =400A11 .在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电 流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为电流为/,热耗功率为AP;若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为9",则除冰 时（）A.输电电流为g/B.输电电流为9/C.输电电压为3。D.输电电压为:U12 .“新疆准东一安徽皖南”±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输电容量1200万千 瓦。输电线路流程可简化为受端换流站»接入500kV交流系统若直流输电线电阻为10Q,不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不会变大。当输电线路电流为5x103a时，下列说法正确的是（）A.输电功率为L2xl0i（）WB.输电导线上损失的功率为2.5xl（）8w,损失的电压为50kVC.降压变压器匝数比为11： 5D.若保持输送功率不变，用550kV输电，用户得到的功率比llOOkV输电时减少 lxlO9W13 .远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压q输电时,线路损耗的电功率为4;采用高压输电时，线路损耗的电功率为外。若片=44， 下列关系式正确的是（）-O O-发电厂Jccccc用户中电源回路输送回咯用户回路A. 2U=U? B.C. 4a =3D. a=40214 .小型发电站向某工厂输电，发电站的输出功率为60kW。若用2000V电压输送， 输电导线的总电阻为30Q,再在用户端用一理想变压器降压，使用户得到的电压为 220Vo则降压变压器原、副线圈的匝数之比为（）A. 10：1B, 5：1C. 5：2D. 2：115 .某水电站，用总电阻为5Q的输电线给940km外的用户送电，其输出电功率是3xl06kWo现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（）A.输电线上输送的电流大小为1x1（）5aB.输电线上损失电压为300kVC.该输电系统的输电效率为96%D.若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5xl08kw二、填空题16 .电网：通过网状的输电线、,将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国 性或地区性的输电17 .某发电站的输出功率为1（）5输出电压为4左匕 通过理想变压器升压后向80机 远处供电.已知输电导线的电阻率为夕=2.4、10-8。.2,导线横截面积为Z4xlOm2,输电线损耗的电功率为输出功率的4%,则理想变压器原副线圈的匝数 比为.18 .远距离输电时，输电导线上的功率损失和电压损失将很大，如果采用输电则会大大降低这种损失19 .要减少电能输送时的损失，主要的途径有：;O三、解答题20 .某个小型水电站发电机的输出功率为P=100kW,发电机的输出电压为U/=250V,通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为火=10。，在用 户端用降压变压器把电压降为。4=220V,要求在输电线上损失的功率控制在4kW,请 你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：(1)升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？(2)输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？用 户发电机21 .如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有91万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座太阳能光伏发 电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1X105 W。输出电压250 V,现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Q,输电时在输电线上损失的电功率为3200W。用户获得220 V电压，求：(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年(365天计)能输出多少电能?(2)应选用的升压变压器匝数比多大？(3)应选用的降压变压器匝数比多大？22 .某实验兴趣小组设计并制作了一个远距离输电演示器，如图所示。(1)观察装置并尝试描述演示步骤及实验现象。(2)若想测出升压变压器原、副线圈的匝数比，应当如何进行实验操作?23 .如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出 功率为lOOkW,发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输 电线总电阻为8 Q,在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的 功率控制为5 kW (即用户得到的功率为95 kW)。(1)求输电线上的电流，2；(2)求降压变压器的原副线圈匝数比。发电站24 .某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为lOOkw ,输出电压为5OOV,输电导线的总电阻为10Q,导线上损耗的电功率为4kw,该村的用电电压 是220V。求：(1)升压变压器副线圈上的输出电流;(2)升压变压器副线圈上的输出电压;(3)升压变压器的原、副线圈的匝数比;如果该村某工厂用电功率为60kw ，则该村还可以装“220V40W”的电灯多少盏?(4)参考答案:1. B【解析】【详解】A.对降压变压器解得对升压变压器解得故A错误；B.对升压变压器解得又因为解得由欧姆定律可得I2U2 = I3U3 ="P灯厂iU2 = 880V , 72 =6AIU = I2U2 = llRI2U2% =5424W.=a+ara-4Ui = 226VA=4h 1Z, = 24AE = U、+Ij解得答案第1页，共16页E = 250V故B正确；c.若想提高输电效率，需要减少导线上的功率损失，就需要减小输电导线上的电流，则需要提高升压变压器原副线圈的匝数比，故C错误；D.当电灯减少一半时nP = 2640W同理可得= 2676W务= 2712W出2故D错误。故选Bo2. D【解析】【详解】A.降压变压器中电流的周期A错误；B.原线圈两端的电压U. = U =5同答案第2页，共16页