2019版高中物理第五章交变电流第5节电能的输送课时作业新人教版选修3_2.doc

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1、1第五章 第 5节 电能的输送基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)1(2017湖北天门、仙桃潜江三市高二下学期期末)目前我国远距离输送交流电用的电压有 110kV、220kV 和 330kV，输电干线已经采用 500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到 750kV。采用高压输电是为了( D )A加快输电的速度 B降低输电的技术要求C方便调节交流电的频率 D减小输电线上的能量损失解析：输电的过程中输送的功率一定时，根据 P 损 R可知，损失功率与送电电压平P2U2方成反比，故采用高压输电的优点是可减少输电线上的电能损失。故选 D。2(2018陕西省西安中学高二上学期期末)发电

2、厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至学校的输电线电阻为 R，通过导线的电流为 I，学校的输入电压为 U2，下列计算线路损耗功率的表达式中错误的是( A )A U /R B( U1 U2)2/R21C I2R D I(U1 U2)解析：输电损失的功率： P I2R，所以 C对，还可以应用输电线的电压降来求： P ，B 对；还可以用损失的电压乘以输电电流： U2R U1 U2 2R P UI I(U1 U2)，D 对。3某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为 P0，输电电压为 U，输电线的总电阻为 R 线 。则下列说法不正确的是( A )A输电线上的电流 IUR线B输电线上的电流 IP

3、0UC输电线电阻上的功率损失 P 线 ( )2R 线P0UD输电线电阻上的电压损失 U 线 R 线P0U解析：输电线上的电流为 I 线 ，A 错，B 对；根据 P 线 I2R 线 ， U 线 I 线 R 线 知P0UC、D 正确。4如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出电压恒定，输电线路的电阻不变，当用电高峰到来时( AD )2A输电线上损失的功率增大B电压表 V1的示数减小，电流表 A1的示数增大C电压表 V2的示数增大，电流表 A2的示数减小D用户功率与发电厂输出功率的比值减小解析：当用电高峰到来时，用户消耗的功率变大，则电流表 A2的示数变大，输电线上的电流变大，输电线上损失的

4、功率变大，选项 A正确；因为发电厂的输出电压恒定，则升压变压器的副线圈两端的电压不变，即电压表 V1的示数不变，选项 B错误；输电线上的电压损失变大，故降压器原线圈两端的电压减小，副线圈两端的电压也减小，即电压表 V2的示数减小，选项 C错误；用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值 1 1P P损P I2RU1I，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大， U1不变，所以用户消耗的功率与发电厂 UU1输出功率的比值减小，故 D正确。二、非选择题5(2016江西省赣州市十三县(市)高二下学期期中)某发电站的输出功率为 104kW，输出电压为 4kV，通过理想变压器升压后向 80km远处供电。已知输电

5、导线的电阻率为 2.410 8 m，导线横截面积为 1.5104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的 4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失。答案：(1)810 4V (2)3200V解析：(1)输电线路的电阻为 R 2.410 8 25.6()LS 2800001.510 4输电线上损失的功率为 P4% P4%10 4kW400kW由 P I2R得I 125A PR 40000025.6有 P UI得U 810 4VPI 1107125(2)输电线路上电压损失为 U IR125A25.63200V。6(2017广西柳州市铁路一中高二上学期期末)某村在距村庄较远的地

6、方修建了一座3小型水电站，发电机输出功率为 9kW，输出电压为 500V，输电线的总电阻为 10，允许线路损耗的功率为输出功率的 4%，求：(1)村民和村办小企业需要 220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？答案：(1)13 7211 (2)320V 5760W解析：建立如图甲所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比。本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流 I 线 ，再根据输出功率求出 U2，然后再求 U3

7、。(1)由线路损耗的功率 P 线 I R 线 可得2线I 线 A6AP线R线 90004%10又因为 P 输出 U2I 线 ，所以U2 V1500VP输 出I线 90006U3 U2 I 线 R 线 (1500610)V1440V根据理想变压器规律 ， n1n2 U1U2 5001500 13 n3n4 U3U4 1440220 7211所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是 13 和 7211。(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图所示)，由P 输出 UI 线 可得I 线 A18AP输 出U 9000500所以线路损耗的功率P 线 I 线 2R 线 18 210W3240

8、W4用户得到的电压U 用户 U I 线 R 线 320 V用户得到的功率P 用户 P 输出 P 线 (90003240)W5760W。能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1(2017江西省宁师中学、会昌中学高二 5月联考)某小型发电站发电机输出的交流电压为 500V，输出的电功率为 50kW，用电阻为 3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的 0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是( A )A升压变压器的匝数比为 110 B输电线上的损失功率为 30

9、00WC输电线上的电流为 100A D降压变压器的输入电压为 4700V解析：输电线上损失功率为 P 损 P0.6%5010 30.6%W300W，故 B错误；输电线上的电流为 I2 10A，升压变压器原线圈中的电流为：P损R 3003I1 100A，根据电流与匝数成反比，得 ，故 A正确 C错误；PU 50103500 n1n2 I2I1 10100 110升压变压器副线圈两端的电压为 U2 5000V，输电线上损失的电压为： U 损PI2 5010310 I2R10330V，降压变压器输入电压为 U35000304970V，D 错误。2(2017山西太原模拟)如图所示，甲是远距离输电线路的

10、示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( D )A用户用电器上交流电的频率是 100HzB发电机输出交流电的电压有效值是 500VC输电线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解析：由 u t图象知，发电机的频率 f50Hz，选项 A错误；其有效值为U 250 V，选项 B错误；输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定，选项 C错5002 25误；当用户用电器的总电阻增大时，其电流将减小，输电线损失功率也减小，选项 D正确。3(2017广东梅州月考)某发电机说明书的部分内容如下表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电

11、，如图所示。发电机到安置区的距离是 400m，输电线中的火线和零线均为某型号单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.5104 。安置区家用电器的总功率为 44kW，当这些额定电压为 220V的家用电器都正常工作时( C )型号 最大输出功率 60kW输出电压范围 220300VA输电线路中的电流为 20AB发电机实际输出电压是 300VC在输电线路上损失的电功率为 8kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则输出电压最大值是 300V解析：额定电压为 220V的家用电器正常工作时，输电线路中的电流I A200A，故选项 A错误。发电机的实际输出电压PU 44103220U0 U Ir

12、220V20024002.510 4 V260V，故选项 B错误。输电线上损失的功率 P 损 I2r200 224002.5104 W8kW，故选项 C正确。该柴油机输出电压的最大值 Um260 V368V，故选项 D错误。24下图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数 n1 n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当 A、 B端接入低压交流电源时( CD )AA 1、A 2两表的示数相同BL 1、L 2两灯泡的亮度相同C R1消耗的功率小于 R3消耗的功率D R2两端的电压小于 R4两端的电压6解析：高压远距离输电的目的是使输送线路上损失的能量更少，因此必须使 A1中的电流比 A2中的电

13、流小，即 I1U4B U1220 V2C若 U2提高为原来的 10倍，输电线上损失的功率为原来的1100D用户得到的交变电流频率为 25Hz解析：远距离输电采用高压输电，先升压，再降压，故 A正确。 U1应为有效值，故U1220V，B 错误。输电线上损失的功率 P 损 I R 线 ( )2R 线 ，所以当 U2提高为原来的2PU210倍时，功率损失为原来的 ，故 C正确。交变电流的频率 f 50Hz，且变压器不1100 2改变交变电流的频率，故 D错误。二、非选择题6(2016湖北黄冈中学高二上学期期末)图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为 n1 n21100，降压变压器原副线圈匝数比为 n3 n4101，远距离输电线的总电阻 r100。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 P1750kW。求：(1)输电线路损耗功率 P；(2)用户端电压 U4。答案：(1) P90kW (2) U4220V解析：(1)由图乙得 U1250V 又因为 P1 U1I1 对升压变压器有： I1I2 n2n17由焦耳定律得： P I r 2由得： P90kW(2)对升压变压器有： U1U2 n1n2又因为： U I2r 故： U3 U2 U 对降压变压器有： U3U4 n3n4由得： U4220V。