4电能的输送同步测试卷
一、单选题
1.在如图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U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( )
A.升压变压器的输出电压U2增大
B.降压变压器的输出电压U4增大
C.输电线上损耗的功率减小
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
2.为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格,可采取的措施有( )
A.提高输送功率
B.应用超导体材料做输电线
C.提高高压输电的电压
D.减小输电导线的横截面积
3.“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。它将西部丰富的自然资源水能转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区,这样既实现了东西部地区双赢的目标,也形成了经济发展与环境保护双赢的局面。为了减少输电线上的电能损耗,需要采用高压输电。若金沙江流域上的向家坝水电站输出的功率不变,输出电压提高为原来的20倍,则输电导线上的电能损耗将减小为原来的( )
A. B. C. D.
4.目前世界上电压最高的输电工程为中国已经投产运行的1000kV特高压输电工程。如果分别用220V和220kV两种电压来输电,设两种电压输送的电功率相同,所用导线的长度相同。则下面说法正确的是( )
A.若使用相同的导线来输电,则输电电流之比为1:1000
B.若使用相同的导线来输电,则输电线上损失的电功率之比为1:106
C.若使用不同的导线输电,输电线上损失的电功率相同,导线的电阻率相同,则导线的横截面积之比为106:1
D.若使用不同的导线输电,输电线上损失的电功率相同,导线的横截面积相同,则导线的电阻率之比为106:1
5.远距离输电线路的示意图如图所示,若发电机的输出电压不变,则下列叙述错误的是( )
A.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有关
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增加时,输电线上损耗的功率减小
D.升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压
6.某发电机说明书的部分内容如表所示。现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示。发电机到安置区的距离是,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为,安置区家用电器的总功率为,当这些额定电压为的家用电器都正常工作时,下列说法正确的是( )
型号 AED6500S
输出电压范围
最大输出功率
A.输电线路中的电流为
B.发电机的实际输出电压为
C.在输电线路上损失的电功率为
D.如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是
7.如图所示,某发电机输出功率是,输出电压是,从发电机到用户间的输电线总电阻为,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为,则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( )
A. B. C. D.
8.如图所示,一个小型水电站,其交流发电机的输出电压U1一定,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R,T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4,下列说法正确的是( )
A.当用户的用电器增多时,U2减小,U4减小
B.当用户的用电器增多时,P1增大,P3减小
C.输电线上损失的功率为ΔP=
D.要减小线路的损耗,应增大升压变压器的匝数比,同时应增大降压变压器的匝数比
9.远距离输电线路的示意图如图所示。若发电机的输出电压不变,升压变压器和降压变压器都是理想的,输电导线有一定的电阻,则下列判断错误的是( )
A.升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压
B.升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率
C.随着用户用电功率增加,升压变压器原线圈中的电流变小
D.随着用户用电功率增加,降压变压器原线圈两端的电压变小
10.为了减少输电线路中能量损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送,再经变电所将高压变为低压,某变电所将电压u0 = 10000 sin 100t(V)的交流电降为220V供居民小区用电,变压器均为理想变压器,则变电所变压器( )
A.原、副线圈匝数比为50 ∶1
B.副线圈中电流的频率是50 Hz
C.原线圆的导线比副线圈的要粗
D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
二、多选题
11.如图是远距离输电的原理图,其中升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1、U2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3、U4,假设发电厂输出电压U1恒定不变,输电线的电阻不可忽略,变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.保持输送功率不变,增大输送电压U2,输电线上损耗的功率减小
B.用电高峰时用户负载增加,U2增大
C.用电高峰时用户负载增加,U3增大
D.用电高峰时用户负载增加,U4减小
12.寒冷的冬天为清除高压电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:通过降低输电电压的方式除冰。若正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,输电线损耗功率为P,除冰时,输电线损耗功率需变为100P,则除冰时(设输电功率和输电线电阻不变)( )
A.输电电流为100I B.输电电流为10I
C.输电电压为 D.输电电压为
13.风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10kW,输出电压为250V,用户得到的电压是220V,输电线的电阻为20Ω,输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%,变压器均视为理想变压器,则下列说法正确的是( )
A.用户得到的电功率为9.5kW
B.通过输电线的电流为4A
C.升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:8
D.降压变压器原、副线圈的匝数之比为100:11
14.某电站不用变压器直接向用户输送电能,若输电功率为P,输电电压为U,输电线电阻为R,用户得到的电压为,则下列说法中正确的是( )
A.用户得到的功率为P B.输电线上损失电功率为
C.用户得到的功率为 D.输电线上损失电压为
三、解答题
15.如图所示是远距离交流输电的简化示意图,其中发电厂的输出电压是U,两条输电线的等效总电阻为r,输电线路中的电流是,其末端间的电压为.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户两端的电压是多少?
(1)用户两端的电压是多少?
(2)理想变压器的输入功率是多少?
(3)输电线上损耗的电功率和电压分别是多少?
16.水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多个优点,现已成为我国的重要能源之一、某条河的流量为,水流下落高度为5m。现在利用该河流兴建水电站来发电。设所用发电机的总效率为50%。
(1)求发电机的输出功率。
(2)设发电机输出电压为350V,输电线的电阻为,允许损耗的功率为5%,则当用户所需电压为220V时,所用升压变压器和降压变压器匝数之比为多少?()
17.如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为100kW,输出电压为250V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用4kV高压输电,最后用户得到220V、95kW的电力,求:
(1)水电站升压变压器原、副线圈的匝数比;
(2)用户降压变压器原、副线圈的匝数比。
18.查史料可知,1882年珍珠街电站采用6台直流发电机,输出总功率为661.5kW,电能输送的最远距离为1.6km,给用户提供110V的直流电压,最多可满足6000盏16W的爱迪生灯泡使用。
(1)电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少?
(2)估算直流发电机的输出电压;
(3)若将输电距离增加一倍,还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用?
4电能的输送同步测试卷参考答案
1.D
【详解】
A.由于发电厂的输出电压不变,升压变压器的匝数不变,所以根据
可知升压变压器的输出电压不变,故A错误;
B.由于发电厂的输出功率增大,则升压变压器的输出功率增大,又升压变压器的输出电压不变,根据
可输电线上的电流线增大,根据
损线
可知输电线上的电压损失增大,根据降压变压器的输入电压
损
可得降压变压器的输入电压减小,降压变压器的匝数不变,所以降压变压器的输出电压减小,故B错误;
C.升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流,则输电线中的电流增大,根据
损
知输电线上损失的功率增大,故C错误;
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例为
因为输电线上的电流增大,则电压损失增大,不变,所以输电线上损耗的功率占发电厂输出总功率的比例增大,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】
AC.输电线路中损耗的功率为
P=I2r
可见,要减少远距离输电的损耗,一方面可以减小输电电流,即提高高压输电的电压,提高输送功率,输电损耗也相应增加,故A错误,C正确;
BD.另一方面可以减小输电线的电阻,如增加输电导线的横截面积,或换用导电性能好的材料,但目前超导材料还没有进入大规模实用阶段,故BD错误。
故选C。
3.D
【详解】
根据
可知,输出的功率不变,输出电压提高为原来的20倍,则输电导线上的电能损耗将减小为原来的。
故选D。
4.C
【详解】
A.两种电压输送的电功率相同,根据可得输电电流之比为
故A错误;
B.所用导线的长度相同,若使用相同的导线来输电,可知输电线电阻R线相同,根据可得
故B错误;
C.若使用不同的导线输电,输电线上损失的电功率相同,导线的电阻率相同,根据
联立可得
则导线的横截面积之比为
故C正确;
D.若使用不同的导线输电,输电线上损失的电功率相同,导线的横截面积相同,,根据
联立可得
则导线的电阻率之比为
故D错误。
故选C。
5.B
【详解】
AB.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大小决定的,A不符合题意,B符合题意;
C.用户用电器总电阻增加,根据
可知,消耗功率减小,输电线中电流减小,线路损耗功率减小,C不符合题意;
D.升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损耗的电压加上降压变压器的输入电压,D不符合题意。
故选B。
6.C
【详解】
A.当这些额定电压为的家用电器都正常工作时,输电线路中的电流为
A错误;
B.导线电阻为
则发电机的实际输出电压为
B错误;
C.在输电线路上损失的电功率为
C正确;
D.如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流,则其输出电压的最大值是
D错误。
故选C。
7.C
【详解】
输电线损失功率为
所以输电线电流
升压变压器原线圈电流
故升压变压器原、副线圈匝数比
升压变压器副线圈两端电压
输电线损失电压
降压变压器原线圈电压
故降压变压器原、副线圈匝数比为
ABD错误,C正痛。
故选C。
8.D
【详解】
AB.交流发电机的输出电压U1一定,匝数不变,根据
知U2不变;当用户的用电器增多时,用户消耗的电功率变大,则输入功率增大,即P1、P3变大,故副线圈的输出功率增大,根据
可知输电线上的电流增大,则输电线上损失的电压
增大;所以原线圈上的电压
变小,根据
可知U4变小,AB错误;
C.输电线上损失的功率
ΔP=
C错误;
D.输送功率一定时,根据
P=UI,P损=I2R
知,要减小线路的损耗,应增大输送电压,又U1一定,根据
知,应增大升压变压器的匝数比;根据
U3=U2-I2R
U2增大,I2减小,所以U3增大,用户电压U4不变,根据
知,应增大降压变压器的匝数比,D正确。
故选D。
9.C
【详解】
AB.因在输电导线上有电压损耗和能量损耗,则升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压,升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率,故AB正确;
CD.若用户功率增加,则输入功率增加,由 及知增加,增加,则降压变压器初级线圈两端的电压变小。故C错误,D正确。
本题选择错误的,故选C。
10.B
【详解】
A.根据理想变压器的电压规律有,原、副线圈匝数比为
所以A错误;
B.根据原线圈电压的瞬时表达式
u0 = 10000 sin 100t(V)
可知,原线圈的频率为
原副线圈中电流的频率是相等所,所以副线圈中电流的频率是50 Hz,所以B正确;
C.根据
可知,原线圈中的电流小于副线圈的电流,所以原线圈的导线比副线圈的要细,则C错误;
D.输入副线圈的电流才等于居民小区各用电器电流的总和,所以D错误;
故选B。
11.AD
【详解】
A.保持输送功率不变,增大输送电压U2,根据
P=UI
可知,输电线上的电流减小,根据
P损=I2线R
可知,输电线上损耗的功率减小,选项A正确;
BCD.升压变压器的次级电压U2是由初级电压U1和匝数比决定的,则用电高峰时用户负载增加,U2不变,由于输电线上的电流会变大,则输电线上损失的电压变大,则根据
U3=U2-U线
可知,U3减小,根据
可知,U4减小,选项BC错误,D正确。
故选AD。
12.BD
【详解】
AB.高压线上的热耗功率
若热耗功率变为100P,则有
联立解得
故A错误,B正确;
CD.又输送功率不变,根据
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
13.AC
【详解】
A.用户得到的电功率即降压变压器的输出功率
P用=P-P损=P×(1-5%)=9.5kW
故A正确;
BC.输电线损失的功率
P损=P×5%=0.5kW
通过输电线的电流
升压变压器的输出电压
可得升压变压器原、副线圈的匝数之比
故B错误C正确;
D.输电线上的电压损失
U损=I2R线=100V
降压变压器原线圈两端的电压
U3=U2-U损=1900V
可得降压变压器原、副线圈的匝数之比
故D错误。
故选AC。
14.BD
【详解】
AC.输电线上的电流为,故损失电压为
用户得到的功率为
AC错误;
B.输电线上损失电功率为
B正确;
D.输电线上的电流为,故损失电压为
D正确。
故选BD。
15.(1);(2);(3),
【详解】
(1)由于变压器原副线圈的功率相等,即有
解得用户两端的电压为
(2)理想变压器的输入功率为
(3)输电线上损耗的电功率为
损耗的电压为
16.(1)9.8×104W;(2)1:8,12:1
【详解】
(1)发电机组的输出功率为
P=ρghQη
代入数据得
P=103×9.8×5×4×50%W=9.8×104W
(2)设送电电压为U2,送电电流为I,则
P=U2I
许可损耗的功率为
5%P=I2R
联立解得
U2=2800V,
而发电机输出电压为
U1=350V
由于升压变压器匝数比
联立解得
n1:n2=1:8
降压变压器输入电压为
U′=U2﹣U损=2800V﹣35×4V=2660V
所以降压变压器匝数比为
n3:n4=U′:U用户=2660V:220V≈12:1
17.(1);(2)
【详解】
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比为
(2)输送电流取决于输电电压及输送功率,有
而输电线上损失的电功率与导线电阻R和输送电流有关,即
联立解得
降压变压器原线圈上的电压为
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
18.(1)85.5%;(2)758V;(3)不能
【详解】
(1)根据题意,用户能够使用的最大功率为
电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比为
%=85.5%
(2)由功率公式
计算线路中直流电流大小为
所以直流发电机输出电压即电路中的输送电压为
(3)由功率计算公式
可求得线路中的电阻大小为
输送距离增加一倍,则线路中电阻变为,此时线路上损耗的电压为
由于
这意味着输送电压小于线路上的损耗电压,因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。
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