2019版高中物理 第3章 电能的输送与变压器 3.1 高压输电原理练习 沪科版选修3-2.doc

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1、13.13.1 高压输电原理高压输电原理一、选择题考点一 降低输电损耗的途径1.(多选)远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比 1 000 kV 高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是( )A.可节省输电线的材料B.可根据需要调节交流电的频率C.可减小输电线上的能量损失D.可加快输电的速度答案 AC解析 由于远距离输电，往往输送电功率一定，根据PUI，输送电压U越高，则输送电流I 越小，据P线I2R知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，P U导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即R确定，则可减小线路上的能量损耗，故 A、C 正确；交流

2、电的频率是一定的，不需调节，输电的速度是一定的，故 B、D 错误.2.远距离输电时，在输送功率不变的条件下( )A.增加导线的电阻，可以减小输电电流，提高输电效率B.提高输电电压，可以减小输电电流，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答案 B解析 在输送功率一定的前提下，P输U输I输，P损IR线，100%，2 输P输P损 P输所以选项 B 正确.3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )A.由功率P，应降低输电电压，增大导线电阻U2 RB.由PIU，应低电压小电流输电C.由PI2R，应减小导线电阻或减小输电电流D

3、.上述说法均不对答案 C2解析 输电时导线上损失的电压 UIR，它不同于输电电压，P或PIU中的U应为U2 R导线上损失的电压 U，故 A、B 错误；导线上功率的损失为发热损失，PI2R，故 C 正确.考点二 输电线上功率损失问题4.(多选)在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率( )A.随输电线电阻的增大而增大B.和输送电压的平方成正比C.和输电线上电压降落的平方成正比D.和输电线中电流的平方成正比答案 ACD5.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的.可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些.这是因为用电高峰时( )A.总电阻比深夜时大，供电

4、线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D.供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小答案 C解析 照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以电灯比深夜时要显得暗，故选 C.6.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987 年我国科学家制成了临界温度为 90 K 的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电

5、阻为 0.4 ，它提供给用电器的电功率为 40 kW，电压为 800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A.1 kW B.1.6103 kWC.1.6 kW D.10 kW答案 A解析 输电线中电流I ，输电线上损失功率PI2R线1 kW.P UP2R线 U27.随着社会发展，人类对能源的需求日益增加，节能变得愈加重要.甲、乙两地采用电压U进行远距离输电，输电线上损耗的电功率为输入总功率的k(0k1)倍.在保持输入总功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 5U的电压输电，若不考虑其他因素的影响，输电线上损耗的电功率将变为输

6、入总功率的( )3A. B. C.5k D.25kk 25k 5答案 A解析 设输入总功率为P0，输电线电阻为R，输电电压为U时，输电线电流I1，输电线P0 U上损耗的电功率P1IRRkP0，电压为 5U时，输电线电流I2，输电线上损耗12P02 U2P0 5U的电功率P2I RRP0，即输电线上损耗的电功率变为输入总功率的倍.2 2P02 25U2k 25k 258.(多选)某发电厂原来用 11 kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到 220 kV输电，输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是( )A.根据公式I ，提高电压后输电线上的电流降为原来的P U1

7、 20B.根据公式I ，提高电压后输电线上的电流增为原来的 20 倍U RC.根据公式P损I2RR，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的P2 U21 400D.根据公式P损，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的 400 倍U2 R答案 AC解析 输电线上电流为I ，也可以用I来表示，其中 U为输电线上电阻R两端的P UU R电压，而不是输送电压，故 A 正确，B 错误；输电线上的功率损失为P损I2RR，C 正确；P2 U2如果用P损，则U应为R两端的电压 U，故 D 错误.U2 R9.中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用 50

8、0 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A. B. C.2P D.4PP 4P 2答案 A解析 在超高压输电中，设输送电功率为P，输电电压为U，输电线总电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P2R，当输电电压升为原来的 2 倍时，输电线上损耗的电功率变(P U)为原来的 ，故选 A.1 410.(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为，4横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P，用户得到的电功率为P用，则P、

9、P用的关系式正确的是 ( )A.P B.PU2S LP2L U2SC.P用P D.P用P(1)U2S LPL U2S答案 BD解析 输电线电阻R，L S输电电流I ，P U故输电线上损失的电功率为PI2R( )2P UL SP2L U2S用户得到的功率为P用PPP(1).PL U2S故选 B、D.二、非选择题11.用相同材料制成的导线向同一处用户输送 10 kW 的电功率，在输电电压U1110 V 和U2220 V 两种情况下，要求输电线中损失的电功率相同，则两种情况下输电导线横截面积之比为_.答案 41解析 由公式：P损()2R线得P输 U输 ，再由R得 .R1 R2U12 U221 4L

10、SS1 S24 112.我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道，云南大朝山在 2005 年已建成 100 万千瓦的水力发电站.设电站输电电压为 25 万伏，则输电线上的电流是_ A.如输电线总电阻为 40 ，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为_ kW.如将输电电压升高到 100 万伏，则输电线上发热消耗的功率为_ kW.根据以上数据得出你认为合理的输电方法是_.答案 4103 6.4105 4104 提高输电电压解析 当输电电压U125 万伏时，I1 A4103 AP U1100 104 103 25 104输电线上热功率P热 1IR(

11、4103)240 W6.4105 kW125当输电电压U2100 万伏时，I2 A1103 AP U2100 104 103 100 104输电线上热功率P热 2I R(1103)240 W4104 kW2 2由以上计算可知：在输电功率P一定时，输电电压越高，输电线上损失的热功率P热越小，故合理的输电方法是提高输电电压.13.有一个发电站，输送功率为P500 kW，当使用U5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 度.求：(1)这时的输电效率和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？答案 (1)60% 20 (2)22.4 kV解析 (1)由于输送功率为P500 kW，一昼夜输送电能EPt12 000 度，终点得到的电能E7 200 度，因此输电效率100%60%.输电线上的电流I 100 A，而输E EP U电线损耗功率为P损 kW200 kW，因此可得r20 .4 800 24P损 I2(2)输电线上损耗的功率 P损( )2r，故，P损200 kW，现要使 P损10 PU1U2UUP损P损kW，计算可得输电电压应调节为 U22.4 kV.