2019年高中物理第二章交变电流课时跟踪检测（十一）远距离输电（含解析）粤教版选修3_2.doc

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1、- 1 -远距离输电1在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是( )A使输电线粗一些 B减短输电线长度C减少通电时间 D采用高压输电解析：选 D 从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻或减小输电电流。减小电阻的方法实现起来较困难，因此应当采用高压输电，减小输电电流。2远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的 n倍，则下列说法中正确的是( )A输电线上的电流变为原来的 n倍B输电线上的电压损失变为原来的1n2C输电线上的电功率损失变为原来的1nD若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的 n2倍解析：选 D P UI，当 U变为原来

2、的 n倍时， I变为原来的 ；输电线上的电压损失：1n U R 线In电功率损失： P 损 2R 线 (In)输电线电阻 R 线 ，当 l变为原来的 n2倍时，电阻增大为原来的 n2倍，由式知 P 损lS不变。3(多选)发电厂发电机的输出电压是 U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为 R，导线中的电流为 I，学校得到的电压为 U2，则输电线上损失的功率下列表达式正确的是( )A BU21R U1 U2 2RC I2R D I(U1 U2)解析：选 BCD 用 P 求电阻上损失的功率时， U要与电阻 R相对应，选项 A中的 U1U2R是输出电压不是输电线上的电压，故选项 A是错误的。选项 B中的

3、U1 U2是输电线上的电压，因此，选项 B是正确的。选项 C、D 中的电流 I是输电线中的电流，故选项 C、D 都是正确的。4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( )- 2 -A P B P rP2U2C P D rU2r P2U2解析：选 B 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P 用户 P 2r，选项 B正确。(PU)5用 U1和 U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比 S1 S2为( )A BU2U1 U1U2C 2 D 2(

4、U2U1) (U1U2)解析：选 C 由输送的电功率 P IU，损失的电功率 P I2R，得 P R。由题意知，P2U2R1 R2，由此得 ，因为 R ，所以 。P2U21 P2U2 R1R2 U21U2 LS S1S2 U2U216远距离输电线路的示意图如图 1所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )图 1A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：选 C 变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率

5、大小决定的，选项 A、B 错误；用户用电器总电阻减少，根据 P ，消耗功率增大，输电线中电流增大，U2R线路损失功率增大，C 项正确；升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压，D 项错误。7把功率为 220 kW的电能用铝导线(铝的电阻率 2710 8 m)输送到 10 km外的地方，要使功率损失不超过输送功率的 10%。(1)如果采用 220 V的电压输电，导线的横截面积至少要多大？采用这样的导线切合实- 3 -际吗？(2)若采用 110 kV的电压输电，导线的横截面积是多大？(3)对于同种输电导线，若分别采用 110 kV和 220 V输电，损失的功率之比是

6、多少？解析：(1)如果采用 220 V的电压输电，则通过导线的电流 I A10 3 PU 220103220A。由于功率损失 P10% P022 kW2210 3 W，且 P I2R，因此导线的电阻R 0022 。PI2 22103106根据 R 可得，导线的横截面积lSS m224610 2 m2。 lR 2.710 82101030.022所以，导线横截面的半径r885 cm。由上述计算可知，采用这样粗的导线是不切实际的。(2)若采用 110 kV的电压输电，则通过导线的电流I A2 A。PU 220103110103同理，可计算出导线横截面的半径r002 cm。(3)对于同种输电导线，若

7、分别采用 110 kV和 220 V输电，损失的功率之比为 2 。P1P2 I21I2 U2U21 ( 220110103) 1250 000答案：见解析8(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图 2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41，降压变压器副线圈两端交变电压 u220 sin 100 t V，降压变压器的副线圈与阻值2R011 的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是( )图 2A通过 R0电流的有效值是 20 AB降压变压器 T2原、副线圈的电压之比为 41- 4

8、-C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的输出功率等于降压变压器 T2的输入功率解析：选 AB T2副线圈两端交流电压 u220 sin 100 t V，电压有效值为 220 V，则2通过 R0的电流有效值 I A20 A，A 项正确；由原、副线圈电压与匝数的关系知 B项正22011确；由于输电线有电阻，所以升压变压器 T1的输出电压和输出功率大于降压变压器 T2的输入电压和输入功率，C、D 两项均错。9(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图 3所示，发电机的输出电压为 200 V，输电线总电阻为 r，升压变压器原、副线圈匝数分别为 n1、 n2，降压变

9、压器原、副线圈匝数分别为 n3、 n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为 220 V的用电器正常工作，则( )图 3A n2n1n3n4B n2n1 n3n4C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：选 AD 由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率， P 出 P 损 P 入 ，故 D正确。 ， ，因为 U1200 V U4220 U2U1 n2n1 U3U4 n3n4V， U2 U3 U2 U 线 ，故 ，选项 A正确。n2n1 n3n410某小型发电站的发电机输出交流电压为 500 V，输出电功率为

10、 50 kW，如果用电阻为 3 的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？若要求输电线上损失的电功率是输电功率的 06%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为 220 V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？解析：用 500 V电压送电时示意图如图甲所示，输电功率为 50 kW时输电线上的电流甲- 5 -I0 A100 A。PU0 50103500用户获得电压 U1 U0 I0R(5001003)V200 V，因此用户获得的功率P1 I0U1210 4 W。改用高压输送时，示意图如图乙所示。要求 P 损 06% P，即

11、 P 损 5010 306% W300 W。乙输电电流 I A10 A。P损R 3003发电站升压后输电电压 U V5 000 V。PI 5010310升压变压器匝数比 。n1n2 U0U 5005 000 110输电线上损失的电压 U IR103 V30 V。到达用户输入变压器电压U2 U U(5 00030)V4 970 V。故降压变压器的匝数比 。n3n4 U2U3 4 970220 49722答案：见解析11某学校有一台应急备用发电机，内阻为 R1 ，升压变压器的匝数比为 14，降压变压器的匝数比为 41，输电线的总电阻为 r4 ，全校 22个教室，每个教室用“220 V 40 W”的

12、灯泡 6盏，要求所有灯都正常发光，则(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。所有灯都正常工作的总功率为P222640 W5 280 W- 6 -用电器都正常工作时的总电流I2 A24 AP2U2 5 280220两个变压器之间输电线上的电流Ir I2 6 AI24故输电线上损耗的电功率Pr I r144 W。2r(2)升压变压器的输出功率P1 Pr P25 424 W。而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P 出 P1 P15 424 W。(3)降压变压器上的输入电压U24 U2880 V输电线上的电压损失Ur Irr24 V因此升压变压器的输出电压U1 Ur U2904 V升压变压器的输入电压U1 226 VU14升压变压器的输入电流I14 Ir24 A发电机的电动势E U1 I1R226 V241 V250 V。答案：(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V- 7 -