2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册 3.4远距离输电 课时作业（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
3.4远距离输电
课时作业（解析版）
1．为了减小电能输送过程中的损耗，高压送电是当前最有效的方式。将200V、100kW的交流电按照如图所示电路输送给用户，线路上总电阻R=4Ω，降压变压器原副线圈的匝数比为195：11，用户获得电压为220V，升压变压器原副线圈的匝数比为（　　）
A．1：25
B．1：20
C．1：10
D．1：5
2．如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，负载变化时电网电压波动极小，可视为不变。变压器可视为理想变压器，其变压比通过P可调，输电线的电阻为R0，则下列判断错误的是（　　）
A．当用户增多负载增大时，用户获得的电压会有所降低
B．当用户增多负载增大时，R0的功率会增大
C．当用户增多负载增大时，为了使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调
D．当用户增多负载增大时，为了使用户获得的电压稳定在220V应将P适当下调
3．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略。则（　　）
A．交流发电机产生电动势的最大值为300V
B．输电线路上损耗的电压为20V
C．输电线路上损耗的电功率为
D．若升压变压器原、副线圈匝数比为，升压变压器原线圈两端的电压为
4．远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则
（　　）
A．
B．输电线损失的电功率为
C．提高输送电压U2，则输电线电流I2增大
D．电厂输送电功率为U2I2
5．用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．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
7．如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压不变，两条输电线总电阻用表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时，下列说法正确的是（　　）
A．输电线电阻消耗功率增加，电流表、、示数均变大
B．降压变压器原线圈导线要比副线圈导线更粗一些
C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值变大
D．若降压变压器原副线圈的匝数为、，则当时，用户的功率达到最大值
8．如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压不变，输电线路的电阻为R，下列表述正确的是（　　）
A．
B．损耗的功率为
C．若提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的
D．用户功率增大，则输电过程电能损耗越小
9．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，下列说法正确的是(　　)
A．电压表读数减小
B．电流表读数增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．用户的功率增大
10．如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示。则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是（　　）
A．变大
B．增大
C．变大
D．变大
11．为消除高压输电线上的凌冰，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，高压线上送电电压为U，电流为I，输电线上的热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）
A．输电电流为3I
B．输电电流为9I
C．输电电压为3U
D．输电电压为U
12．如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100kW，输出电压U1=500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=1：20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220V，变压器均为理想变压器，则（　　）
A．输电线上的输送电流为10A
B．输电线上损失的电压为280V
C．输电线上损失的电功率为4kW
D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3：n4=960：11
13．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．和输电线中电流强度的平方成正比
14．一小型水电站通过升压变压器和降压变压器给某生活区供电，发电机组输出电压恒定，输电线电阻R保持不变。该生活区夜晚用电量大于白天用电量，则夜晚与白天比较（　　）
A．发电机的输出功率不变
B．降压变压器输出电压降低
C．用户获得的电压升高
D．输电线上损失的功率变大
15．发电机输出功率为40
kW，输出电压为400
V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5
Ω，然后再用降压变压器将电压降为220
V供用户使用，求：
（1）输电线上损失的电功率是多少；
（2）降压变压器的匝数之比是多少。
16．如图所示的是远距离输电的原理示意图。某风力交流发电机的输出功率为100kW，输出电压是U1
=
250V，现用一台升压变压器使其升压，至用户处再用一台降压变压器降到所需要的U2=220V电压，输电线电阻为10Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，变压器是理想的。
（1）求输电线电流I2的大小；
（2）分别求出升压变压器、降压变压器原副线圈的匝数比。
17．在距渝北中学较远的地方有一座小型水电站发电供给渝北中学用电，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%。求：
（1）若不用变压器而由发电机直接输送，渝北中学得到的电压和功率是多少?
（2）学校需要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）
18．一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为500kW，电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：10，两变压器间输电线的总电阻为2.0Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：
(1)升压变压器副线圈两端的电压；
(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
19．风能是可再生清洁能源，永春县首个风力发电站在外山乡落成，远距离输电先升压后降压。假设其中发电机输出电压为，输送线路的总电阻。输送功率，升压变压器原、副线圈的匝数比1：20，用户需要的电压是，求：
（1）导线上损失的功率是多少？
（2）在输电线路中设的降压变压器原、副线国的匝数比；
（3）用户得到的电功率是多少？
参考答案
1．B
【详解】
设通过户的总电流为I4，根据理想变压器原副线圈电流关系可得输电线上的电流为
根据理想变压器原副线圈电压关系可得
根据理想变压器原副线圈功率相等的关系可得
代入数据解得
或（舍去）
升压变压器原线圈的电流为
则升压变压器原副线圈的匝数比为
所以B正确；ACD错误；
故选B。
2．D
【详解】
AB．设变压器输入电压为U1，输出电压为U2，用户电压为U3，当P不动，则U2不变，随着用户增多负载增大时，电路总电阻变小，干路总电流增大，根据可知，R0分得的电压增大，根据可知，R0的功率会增大，根据可知，用户获得的电压会有所下降，故A、B正确，不符合题意；
CD．根据可得
则可知U1不变，U2不变，当用户增多负载增大时，U3减小，为使用户获得的电压稳定在220V不变，应提高U2，则需将n1减小，故P应适当上调，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
3．C
【详解】
A．根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为：
故A错误；
BC．设降压变压器原、副线圈的电流分别为I3、I4，电动机恰能正常工作，有：
根据理想变压器的变流比可知：，得?I3=4A，所以输电线路上损耗的电压为
输电线路上损耗的电功率为：
故B错误C正确；
D．根据得；U3=2200V，升压变压器副线圈两端电压：
U2=U3+I3R=2240V
又，可得：
U1=280V
故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．由于输电线总电阻为R，输电线上有电压降，U线＜U2．根据欧姆定律得：
故A错误；
B．输电线上有功率损失
故B错误；
C．根据P=UI知在功率不变的情况下，增大U，I减小，故C错误；
D．理想变压器不改变电功率，U2I2=U1I1，故电厂输送电功率为U2I2，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
由题意可知输电电流为
输电线上损失的功率为
故选C。
6．A
【详解】
A．输送功率不变时，根据可知，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
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
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P=UI知，增大导线的电阻，对电流无影响，D错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．当用电进入高峰时，相当于R变小，则示数均变大，根据理想变压器电流与匝数关系可知
匝数不变时，电流表示数变大，则输电线电阻消耗功率增加，又由于
匝数不变时，电流表示数变大，所以输电线电阻消耗功率增加，电流表、、示数均变大，则A正确；
B．降压变压器副线圈导线要比原线圈导线更粗一些，因为副线圈的匝数少，电流大，所以B错误；
C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值为
所以电压表、的读数之差与电流表的读数的比值不变，则C错误；
D．降压变压器的等效电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，时，输出功率最大，即当时，用户的功率达到最大值，所以D错误；
故选A。
8．C
【详解】
A．远距离输电先经过升压，则，，由于输电线有电阻，则电输线上有电势降低，所以有
，则A错误；
B．损耗的功率为
所以B错误；
C．根据输送电功率不变，由
可知，若提高为原来的10倍，则输送电流减小10倍，根据
可知，输电线上损失的功率为原来的，所以C正确；
D．用户功率增大，则电流增大，根据理想变化器电流关系可知，输电线上的电流也增大，所以输电过程电能损耗增大，则D错误；
故选C。
9．D
【详解】
B．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
U2＝U1
升压变压器副线圈匝数n2
增大，则U2增大，由于
U1I1＝U2I2
则升压变压器副线圈电流I2减小，所以电流表读数减小，B错误；
A．线路损失的电压
ΔU＝I2R线
减小，则降压变压器原线圈的电压
U3＝U2－ΔU
增大，则降压变压器副线圈的电压
U4＝U3
增大，所以电压表的读数增大，A错误；
C．输电线上损耗的功率
ΔP＝I22R线
由于升压变压器副线圈电流I2
减小，所以输电线上损耗的功率减小，C错误；
D．用户的功率
P4＝P1－ΔP
输电线上损耗的功率减小，所以用户的功率增大，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．因为输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，所以U2不变，A错误；
B．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，B正确；
CD．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压恒定，即U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，CD错误。
故选B。
11．AD
【详解】
高压线上的热耗功率为：P=I2R线
，若热耗功率变为9P，则有：9P=I′2R线，得：I′=3I，又输送功率不变，由P=UI=U′I′得：输电电压为U，故AD正确BC错误。
故选AD。
12．AC
【详解】
A．由
可得，升压变压器副线圈的电压U2=10000V，由
可得输电电流为I2=10A，A正确；
BC．损失的电压和损失的功率分别为
B错误，C正确；
D．降压变压器原线圈的电压为
由
可得
D错误。
故选AC。
13．ACD
【详解】
输电线上损失的电功率为
则在输电线上损失的电功率与输电线的电阻成正比，和输电线中电流强度的平方成正比，所以AD正确；
根据
则在输电线上损失的电功率和输电线上电压降落的平方成正比，所以B错误；C正确；
故选ACD。
14．BD
【详解】
A．生活区夜晚用电量大于白天用电量，所以对应的发电机的输出功率夜晚大于白天，A错误；
BC．夜晚输电线上电流比较大，输电线上的电压损失比较大，所以降压变压器输入电压降低，对应的降压变压器输出电压也降低，用户获得的电压变低，B正确，C错误；
D．根据P=I2R可知输电线上损失的功率变大，D正确；
故选BD。
15．(1)2000W；(2)
【详解】
(1)输电过程电路示意图，如图所示
根据
得，升压变压器的输出电压
则输出电流
则损失的电功率
(2)
输电线上的电压降
降压变压器的输入电压为
则降压变压器的变压比
16．（1）；（2），
【详解】
（1）输电线损耗的功率
而
解得
（2）原线圈中输入电流
所以升压变压器原副线圈匝数比
根据得
所以
则降压变压器原副线圈匝数比
17．(1)320V；5760W；(2)，
【详解】
(1)输送电流为
渝北中学得到的电压和功率分别为
(2)线路损耗的功率为
输送线上电流为
学校得到的电流为
升压变压器的匝数比为
降压变压器的匝数比为
18．(1)5000V；(2)20kW，480kW；(3)240：11
【详解】
(1)由得升压变压器副线圈两端的电压
(2)输电导线上的电流
.
由可得，输电导线上的功率损失
用户得到的功率为
(3)设输电线上的电压损失为则
降压变压器原线圈两端的电压
则降压变压器原、副线圈的匝数比为
19．（1）1kW；（2）45：1；（3）99kW
【详解】
（1）升压变压器副线圈电压
导线上损失的功率为
（2）电压损失
降压变压器原线圈端电压
降压变压器原、副线圈匝数比
（3）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率