版选修3_2.docx

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1、15 电能的输送(多选)2017长沙一中高二期末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,经降压后再输送至各用户,如图 5-5-1 所示 .下列说法正确的是( )图 5-5-1A.升压变压器原线圈的匝数比副线圈的匝数少B.升、降压变压器的原、副线圈的匝数之比相等C.输送过程中电能的损耗主要来自输电线路的发热D.升压变压器副线圈两端的电压比降压变压器原线圈两端的电压大如图 5-5-2 所示为远距离输电的简化电路图 .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

2、末端间的电压为 U1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为 I2,则 ( )图 5-5-2A.用户端的电压为I1U1I2B.输电线上的电压降为 UC.理想变压器的输入功率为 rI21D.输电线路上损失的电功率为 I1U2017山东济宁一中高二期中随着社会经济的发展,人们对能源的需求日益扩大,节能变得越来越重要 .某发电厂用升压变压器向某一特定用户输电,用户通过降压变压器用电 .若发电厂输出电压为 U1,输电导线总电阻为 R,在某一时段用户需求的电功率为 P0,用户的用电器正常工作的电压为 U2.在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是 ( )A.输电线上损耗的功率为P20R

3、U22B.输电线上损耗的功率为P20RU21C.采用更高的电压输电会降低输电效率D.要减少输电线上损耗的功率,可以采用更高的电压输电(多选)在如图 5-5-3 所示的远距离输电电路图中 ,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变 .随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的是 ( )2图 5-5-3A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损失的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大(多选)远距离输送一定功率的交变电流,若输送电压升高为原来的 n 倍,则关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失,下列说法中正确的是 ( )A

4、.输电线上的电功率损失是原来的1nB.输电线上的电功率损失是原来的1n2C.输电线上的电压损失是原来的1nD.输电线上的电压损失是原来的 n 倍远距离输电的原理图如图 5-5-4 所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、 n2,电压分别为 U1、 U2,电流分别为 I1、 I2,输电线的电阻为 R.变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )图 5-5-4A. = B.I2=I1I2n1n2 U2RC.I1U1= R D.I1U1=I2U2I22如图 5-5-5 所示,图甲是远距离输电线路的示意图,图乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则 ( )图 5-5-5A.用户用电器上交流电的

5、频率是 100HzB.发电机输出交流电的电压有效值是 500VC.输电线中的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小3(多选)2017青海师大附属二中高二期中某小型水电站的电能输送示意图如图 5-5-6所示,发电机通过升压变压器 T1和降压变压器 T2向用户供电 .已知输电线的总电阻为 R,降压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 4 1,降压变压器副线圈两端交变电压u=220 sin100 t(V),降压变压器的副线圈与阻值 R0=11 的电阻组成闭合电路 .若将变2压器均视为理想变压器,则下列说法中正确的是 ( )图 5-5-6A.通过

6、R0的电流的有效值为 20AB.降压变压器 T2原、副线圈两端电压之比为 4 1C.升压变压器 T1的输出电压等于降压变压器 T2的输入电压D.升压变压器 T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交流电,现将输电电压提高 1 倍,并保持输电线上损失的功率不变,则用铝量可比增压前减少 ( )A.25% B.50% C.60% D.75%寒冷的冬季,低温雨雪冰冻天气容易让高压输电线因结冰而损毁 .为清除高压输电线上的冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰 .若在正常供电时,高压线上输电电压为 U,电流为 I,热损耗功率为 P;除冰时,输电线上的热

7、损耗功率需变为 9 P,则除冰时(认为输电功率和输电线的电阻不变) ( )A.输电电流为 9I B.输电电流为 I13C.输电电压为 U D.输电电压为 3U13如图 5-5-7 所示为一远距离输电示意图,图中 均为理想变压器,输电导线总电阻为 R.下列关系式正确的是 ( )图 5-5-7A.输电导线中的电流 I2=U2RB.输电导线上损失的功率 P=(U2-U3)I3C.变压器 的输出电流 I2和变压器 的输入电流 I3的关系满足 I2I3D.增加灯泡的个数,变压器 的输入电压 U3增大通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率 P,原线圈的电压 U 保持不变,输电线路的总电阻为 R.当副

8、线圈与原线圈的匝数之比为 k 时,线路损耗的电功率为 P1,若将副线圈与原线圈的匝数之比提高到 nk,线路损耗的电功率为 P2,则 P1和 分别为 ( )P2P1A. 和 B. R 和PRkU1n (PkU)2 1nC. 和 D. R 和PRkU1n2 (PkU)2 1n24如图 5-5-8 所示是远距离输电示意图,电站的输出电压为 U1=250V,输出功率为 P1=100kW,输电线的电阻为 R=8 .进行远距离输电时,下列说法中正确的是 ( )图 5-5-8A.若电站的输出功率突然增大,则降压变压器的输出电压增大B.若电站的输出功率突然增大,则升压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率

9、占输出功率的比例为 5%时,所用升压变压器的匝数之比 =n1n2116D.用 10000V 的高压输电时,输电线上损耗的功率为 8000W在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失 .有一个小型发电站,输送的电功率为 P=500kW,当使用 U=5kV 的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两个电能表一昼夜示数相差 4800kWh.(1)求输电效率 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,那么发电站应使用多高的电压向外输电?1.ACD 解析根据变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比,可知升压变压器原线圈的匝数比副线圈的匝数少,故 A 正确;升压变

10、压器的原、副线圈的匝数之比一定小于 1,而降压变压器的原、副线圈的匝数之比一定大于 1,所以升、降压变压器的原、副线圈的匝数之比不可能相等,故 B 错误;根据 Q=I2Rt 知,只要有电流通过,而且存在电阻,就会发热,所以输送过程中电能的损耗主要是输电线上的电阻发热,故 C 正确;将发电站的电能输送时,由于电线上的电阻而导致电压损失,所以升压变压器副线圈两端的电压比降压变压器原线圈两端的电压大,故 D 正确 .2.A 解析理想变压器输入功率与输出功率相等,即 P=U1I1=U2I2,故用户端的电压 U2= U1,I1I2选项 A 正确,选项 C 错误;输电线上的电压降 U=U-U1=I1r,选

11、项 B 错误;理想变压器输电线上损失的功率为 r,选项 D 错误 .I213.D 解析由于降压变压器原、副线圈的匝数之比未知,无法求出输电线上的电流,从而无法求解损耗功率,故 A、B 错误;输电效率为 = = =1- ,在输送功率一定的情况P-P线P P-(PU输 )2RP PRU2输下,采用更高的电压输电,输电效率会提高,故 C 错误;当采用更高的电压输电时,根据 P=UI可知,输电电流减小,根据 P 线 =I2R 可知,输电线上损耗的功率将会减小,故 D 正确 .4.CD 解析由题意可知,升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,A 错误;在电能输送过程中有 I2= ,U 线 =I2R 线

12、 ,U3=U2-U 线 ,因 P 变大, I2变大,所以 U 线 变大,降压变压器的输入PU25电压 U3变小,则降压变压器的输出电压变小,B 错误;由 P 损 = R 线 ,因 P 变大,所以输电线(PU2)2上损失的功率 P 损 变大,C 正确;根据 = = ,因 P 变大,所以比值变大,D 正确 .P损P(PU2)2R线P PR线U225.BC 解析由 P=UI 知,当输送的功率 P 一定,电压升高为原来的 n 倍时,输电电流 I= =PU= I;又 P 线 =I2R 线 ,所以输电线上的电功率损失 P线 = R 线 = P 线 ,输电线上的电压损失PnU1n (1nI)2 1n2U线

13、=IR 线 = IR 线 = U 线 ,B、C 正确 .1n 1n6.D 解析对理想变压器来说,输出功率决定输入功率,两者总相等,选项 D 正确;对只有一组副线圈的理想变压器来说,通过原、副线圈的电流之比等于原、副线圈的匝数之比的倒数,选项 A 错误;输出电流决定输入电流, I2是由用户的电流决定的, I1是由 I2决定的,与输电线的电阻无关,选项 B 错误;输出功率决定输入功率,升压变压器的输入功率应等于用户的功率与输电线上消耗的功率之和,选项 C 错误 .7.D 解析从图乙可得出周期为 0.02s,则交流电的频率是 50Hz,变压器在变压过程中不改变交流电的频率,选项 A 错误;从图乙得到

14、发电机输出交流电的电压的最大值是 500V,所以有效值为 250 V,B 错误;输电线中的电流还与用户用电器的总电阻有关,选项 C 错误;当用2户用电器的总电阻增大时,输出电流减小,根据电流与匝数成反比的关系可知,输电线上的电流减小,由 P 线 = R 线 可知,输电线上损失的功率减小,选项 D 正确 .I2线8.ABD 解析降压变压器副线圈两端交变电压有效值为 V=220V,负载电阻为 11,所22022以通过 R0的电流的有效值是 A=20A,选项 A 正确;降压变压器 T2原、副线圈两端电压之比22011为 = = ,选项 B 正确;升压变压器 T1的输出电压等于降压变压器 T2的输入电

15、压加上输电线U3U4n3n441上的电压,选项 C 错误;升压变压器 T1的输出功率等于降压变压器 T2的输入功率加上输电线上的功率,选项 D 正确 .9.D 解析设输送交流电的功率为 P,输电电压为 U,所用铝导线总长度为 l,总电阻为 R,提高电压后,输电电压为 U,导线总电阻为 R,则由 I= ,P 损 =I2R,可得 P 损 = ,同理 P 损 = ,PU P2RU2 P2RU2因 P 损 =P 损 ,U=2U,故 R=4R;由电阻定律得 R= ,R= ,则 S= S,因导线总长度不变,所以lS lS 14用铝量仅为原来的 ,则用铝量减少了 75%.1410.C 解析输电线上的热损耗功

16、率变为原来的 9 倍,由 P 损 =I2R 线 得,输电电流变为原来的3 倍,即 3I,A、B 错误;输电线上输送的电流 I= ,电流变为原来的 3 倍,输电功率不变,则输PU电电压变为原来的 ,即 U,C 正确,D 错误 .13 1311.B 解析对理想变压器来说, P1=P2,根据 I= 可知,输电导线中的电流 I2= ,A 错误;输电PU P2U2线上损失的功率为 P=P2-P3=(U2-U3)I3,B 正确;变压器 的输出电流 I2和变压器 的输入6电流 I3相等,C 错误;增加灯泡的个数,输出功率增加,导致输电线路上电流增大,从而使得变压器 的输入电压 U3减小,D 错误 .12.D

17、 解析当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时,设副线圈的输出电压为 U1,输出电流为 I1,当副线圈与原线圈的匝数比为 nk 时,设副线圈的输出电压为 U2,输出电流为 I2,根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数成正比可得 =k, =nk,且 P=U1I1=U2I2,线路损耗的电功率分别为U1U U2UP1= R 和 P2= R,联立解得 P1= R, = ,选项 D 正确 .I21 I22 (PkU)2 P2P11n213.C 解析由 = 知, U1不变时, U2也不变,B 错误;由 U3=U2- R 知,若电站的输出功率 P1突U1U2n1n2 P1U2然增大,则 U3减小,又 = ,故 U4

18、减小,A 错误; I1= =400A,I2= =25A,故 = = = ,C 正确;U3U4n3n4 P1U1 PR n1n2I2I125400116用 10000V 的高压输电时, U2=10000V,I2= =10A,故 P=I22R=800W,D 错误 .P1U214.(1)60% 20 (2)22.4kV解析(1)输送的电功率 P=500kW,则一昼夜输送的电能 E=Pt=12000kWh输电线上损失的电能 E=4800kWh终点得到的电能 E=E- E=7200kWh,所以输电效率 = 100%=60%EE输电线上的电流 I= =100APU输电线上损耗的功率 Pr=I2r,其中 Pr= =200kW Et所以输电线的总电阻 r=20 .(2)输电线上损耗的功率 Pr= r(PU)2 1U2原来 Pr=200kW,现在要求 Pr=10kW,故输电电压应调节为 U=22.4kV.1