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．远距离输电，原来用电压U输电时在输电线上损失的电功率为。在保持输电功率不变的情况下，现在要求使输电线上损失的电功率减小为，则输电电压应为（　　）
A． B． C． D．
2．如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则(　　)
A．发电机产生的交流电的频率是100 Hz
B．降压变压器输出的电压有效值是340 V
C．输电线的电流仅由输送功率决定
D．仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小
3．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　　）
A．电动机的机械效率为60%
B．电流表的示数为10A
C．输电线路损失的电功率为200W
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5
4．如图所示为电能输送的示意图，升压、降压变压器均为理想变压器，输电线总电阻R为8Ω，升压变压器的输入功率100kW，用户端得到的电压为220V，用户得到的功率为95kW，降压变压器原、副线圈匝数比为（　　）
A． B． C． D．
5．2019年7月1日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100千伏“新疆淮东一安徽皖南”特高压直流工程正式投运，它是目前世界上电压等级最高、送电距离最远的特高压直流输电工程。在输送功率不变的情况下，和试投运电压±550千伏相比的优点是（　　）
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．输电速度是试投运时速度的2倍
D．因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的25%
6．供电部门会将超高电压降为50Hz、10kV的交流电，通过地下电缆输送到各居民小区，小区变压器将电压降为220 V再输送到各户。如图所示是供电电路的模拟图，R1为地下电缆的电阻，R2为小区变压器输出线路电阻.下列说法正确的是（ ）
A．该小区家家户户所用的交流电，电流的方向每秒钟改变50次
B．小区变压器的原、副线圈匝数比等于500: 11
C．生活用电在高峰值时，小区变压器的输出电压要降低
D．当进入生活用电高峰期，整个供电电路的供电效率会有小幅上升
7．远距离输电要采用（　　）
A．与发电厂电压相同输电 B．低压输电 C．高压输电 D．都可以
8．如图所示为远距离输电的简化电路图．发电厂的输出电压是，升压变压器的输出电压为，并用两条输电线进行输电，输电线路中的电流是，降压变压器原线圈的端电压是，副线圈的端电压为．输电过程只考虑因导线电阻而造成的电压损失，变压器均为理想变压器．输电线上损失的电压为，损失的功率为，发电厂输出的功率为，用户获得的功率，则（ ）
A．
B．
C．
D．
9．如图所示，甲是远距离输电线路示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则（　　）
A．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
B．用户用电器上交流电的方向改变的频率为50HZ
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，可减少输电线上损失的功率
10．某小型水电站发电机的输出的电功率为100kW，输出电压为250V，现用匝数比为1：10的变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻R为4Ω，在用户端用降压变压器将电压降低到220V，假设变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流为40A
B．降压变压器的匝数比10：1
C．用户得到的功率为93.6kW
D．若直接输送，用户得到的功率为88kW
11．如图所示为某一输电示意图，电厂发电机输出功率为100 kW，输出电压U1=500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1：20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220 V，变压器均为理想变压器。则（　　）
A．输电线上的输送电流为250A
B．输电线上损失的电压为400V
C．输电线上损失电功率为4kW
D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3：n4=48：11
12．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压升高为原来的n倍，则关于输电线上的功率损失和电压损失，下列说法正确的是（　　）（不考虑容抗和感抗产生的损失）
A．功率损失是原来的 B．功率损失是原来的
C．电压损失是原来的 D．电压损失是原来的n倍
13．风力发电作为新型环保能源，近几年来得到了快速发展。若某风力发电站的发电机输出的总功率为100kW，输出电压是250V，用的输电线向远处送电，要求输电线上损耗功率为输电功率的4%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户后再用降压变压器降为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。
(1)画出输送电路图；
(2)求升压变压器原副线圈的匝数比；
(3)求用户得到的电功率。
14．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻为R＝1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V60W），若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：
(1)输电线上的电流大小；
(2)T1和T2的原、副线圈的匝数比；
(3)负载灯泡的个数
15．如图所示，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，端电压为，升压变压器的原副线圈的匝数比为，两变压器间输电导线的总电阻为，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗，求：
升压变压器副线圈的端电压
输电线上损失功率．
16．小型发电厂通过升压变压器向输电线路输出的正弦交变电压为U0=50kV，输送功率为P=5.0×106W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为U=220V，升压变压器到降压变压器间的输电导线总电阻为R=20Ω．求：
（1）输电导线上的电流；
（2）输电导线上的电压损失；
（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（4）用户得到的电功率．
参考答案
1．C
【详解】
输电线上损失的电功率减少为原来的，在电阻一定时，根据输电线上损失的功率得输电电流变为原来的，在保持输电功率不变的情况下，根据得输电电压变为原来的3倍，所以输电电压应为，故A、B、D错误，C正确；
故选C。
2．D
【详解】
A.根据电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故，故A错误；
B.由图象可知交流的最大值为Um=340V，因此其有效值为U=V，故B错误；
C.根据P=IU，输电线中的电流与传输的功率输电电压有关，传输的电流越大，输电线中的电流也越大，故C错误；
D.保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，输出电压增大，损失的功率为△P＝()2R，损失功率减小，故D正确；
故选D．
点睛：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式．
3．D
【详解】
A.电动机的输入功率为，两端电压为，则通过电动机的电流
则电动机内部消耗的功率
则电动机输出功率
则电动机的机械效率
A错误；
BC.根据变流比可知，降压变压器输入电流
根据变压比可知，降压变压器输入电压
根据欧姆定律可知，输电线分压
△
输电线消耗功率
△△
则升压变压器输出电压
△
升压变压器的输出功率
△
则升压变压器输入功率
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，则升压变压器的输入电流
电流表的示数为11A，BC错误；
D.根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比
D正确。
故选D。
4．C
【详解】
根据
带入数据解得输电线路中的电流
根据
可知降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈匝数比为
故选C。
5．D
【详解】
A．高压输电不能节省输电线的材料，选项A错误；
B．特高压直流输电不可以调节交流电的频率，选项B错误；
C．特高压直流输电不会改变输电速度，选项C错误；
D．根据P=UI得，全压输电电压升为试压电压的2倍时，输电电流变为原来的倍，根据P损=I2R输电线上的功率损失将变为试压功率损失的，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．因转子每秒转动50次，每个周期电流的方向改变2次，因此电流方向每秒改变100次，A错误；
B．因输电线有电压降，所以匝数比不能用两个电压正比例关系求解，B错误；
C．用电高峰时，用户增加，输电线上电流增加，原线圈线路上的电压降增加，所以副线圈两端的电压降低，C正确；
D．用量高峰时，用电器增多，相当于用电器的总电阻r减小，而输电线的总电阻R不变，根据
可知供电效率会下降，D错误。
故选C。
7．C
【详解】
为了降低输电过程中电能的损失，远距离输电要采用高压输电，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．AD
【详解】
A、在远距离输电过程中，由于输电线路上有电压损失和功率损失，△U=U2-U3故，故A正确；
B、损失的功率△P=I△U=I（U2-U3），故B错误；
C．发电厂输出的功率等于升压变压器的输出功率，即P1=IU2，故C错误；
D．用户获得的功率等于降压变压器的输入功率，即，故D正确．
故选AD.
9．BD
【详解】
A．由图像可知交流的最大值为Um=500V，因此其有效值为
故A错误；
B．发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，，故
故B正确；
C．输电线中的电流与需要传输的功率有关，传输的电流越大，输电线中的电流也越大，故C错误；
D．保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，输出电压增大，损失的功率为
损失功率减小，故D正确。
10．AC
【详解】
A．升压变压器副线圈的电压是
则输电线上的电流
故A正确；
BC．输送过程中损失的电功率
则用户得到的功率为
降压变压器原线圈的电压是
降压变压器的匝数比
故B错误，C正确。
D．若发电机仍输出的电功率为100kW，则输电线路中电路电流
输送过程中损失的电功率
与能量守恒定律不符，则若直接输送，电机输出功率变化，直接输送，用户总电流、输电线电流、发电机输出电流相同，则
计算可得
用户得到的功率
故D错误。
故选AC。
11．BC
【详解】
A．由变压器的原、副线圈上的电压比与匝数比关系得，升压变压器的原、副线圈上的电压比为
解得：
输电线上的电流为
线
A错误；
B．输电线上损耗的电压为
线线
B正确；
C．输电线上损耗的电功率为
线2线
C正确；
D．降压变压器的原、副线圈匝数比为
D错误。
故选BC。
12．BC
【详解】
AB.设输电电压为U，所输送的功率为P，输电线路总电阻为r，则输电电流为
线路的功率损失为
即
当输电电压U升高为原来的n倍时，功率损失变为原来的，故A错误，B正确；
CD．线路上的电压损失为
即
当输电电压升高为原来的n倍时，电压损失变为原来的，故C正确，D错误。
故选BC。
13．(1)；(2)；(3)96kW
【详解】
(1)如图所示
(2)输电线上损耗的功率
输电线上电流
升压变压器输出电压
由理想变压器的规律可知
故升压变压器原副线圈匝数比为；
(3)用户得到的电功率即为降压变压器的输出功率
14．（1）20 A（2）1：50，9000：11（3）6×104盏
【详解】
(1)输电线路上消耗的功率为
输电线上电流为
(2)由P=UI可知，输电电压为
升压变压器T1的匝数比为
输电导线损失的电压为
降压变压器的输入电压为
用户得到的电压即为降压变压器的输出电压为
降压变压器的匝数比为
(3)用户得到的功率为
代入数据解得
15．
【详解】
(1)由 知：
(2)输电导线上的电流：
输电导线上的功率损失：
【点睛】
对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率，只改变电压和电流．
16．（1）100A；（2）2000V；（3）2400:11；（4）4.8×106W
【解析】
【详解】
（1）输电导线的电流为I1，输电线路的损耗功率为P损，输电导线的电压损失为UR，降压变压器的输入电压为U1，输出电压为U2，降压变压器的线圈匝数比为n1:n2，用户得到的电功率为P1.
根据题意有：=100A
（2）输电导线的电压损失：UR=I1R=100×20V=2000 V.
（3）由于U0=UR+U1
故U1=U0 UR=50000-2000=48000V
故n1：n2=U1：U2=48000:220=2400:11
（4）用户得到的电功率等于降压变压器的输入功率，则P1=U1I1=48000×100W=4.8×106W