2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册3.4电能的输送 同步练习题(word版含答案)

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名称 2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册3.4电能的输送 同步练习题(word版含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-24 11:27:14

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文档简介

电能的输送
一、单选题
1.远距离输电,原来采用2200V输电,输电线上损失的电功率为P,在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下,现采用22kV输电,则输电线上损失的电功率将变为( )
A. B.1000P
C.10P D.100P
2.我国“西电东送”采用特高压远距离输电.在西部发电厂附近升压变压器将电压升高,通过输电线输送到东部某地,再用降压变压器降压到稳定的工作电压,为负载提供电压.变压器均为理想变压器,发电机输出电压及输电线的电阻均不变.则
A.增加负载,输电线上损失的功率增大
B.增加负载,升压变压器的原线圈中电流减小
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D.升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压
3.远距离输电采用高压输电的主要原因是
A.为了加快输送电能的速度 B.为了使用户得到高压电
C.为了使输电过程更加安全 D.为了减少输电线路上电能的损失
4.2019年7月1日,被誉为“疆电东送”高速通道的千伏“新疆淮东—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、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。该特高压工程在全压运行前,首先试投运电压为千伏的双极低端直流系统,在输送功率不变的情况下,全压直流输电后因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的( )
A.10% B.25%
C.50% D.75%
5.长江三峡水利枢纽是当今世界上最大的水利工程,它的装机总功率为,是西部开发的特大重点工程,也是西电东送的能源基地之一.若用总电阻为10Ω的输电线将功率的电能从三峡输送到用电区域,输电电压为,输电导线上损失的功率为( ).
A. B. C. D.
6.发电站输出功率为P,输电电压为U,输电线路的总电阻为R,则用户得到的功率为
A.P B.P-·R C.P- D.·R
7.如图为远距离输电的示意图,若电厂输出电压u1=220sin100πt(V),则下列表述不正确的是 ( )
A.U1<U2,U3>U4
B.U1=220 V
C.若U2提高为原来的10倍,输电线上损失的功率为原来的
D.用户得到的交变电流频率为25 Hz
8.远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是(   )
A.可加快输电的速度 B.可节省输电线的材料
C.可根据需要调节交流电的频率 D.可减少输电线上的能量损失
9.一个小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 Ω,如果先用400 V电压输送,后又改用2 000 V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率的变化情况是(  )
A.减少50 W
B.减少1 200 W
C.减少7.68×106W
D.增大7.68×106W
10.图甲为远距离输电示意图,升压变压器原副线圈匝数比1:100,降压变压器原副线圈匝数比为100:1,远距离输电线的总电阻为100Ω,若升压变压器的输入电压如图乙所示,输入功率为750kW,下列说法中正确的有
A.客户端交流电的频率为100Hz
B.客户端电压为250V
C.输电线中的电流为30A
D.输电线路损耗功率为180kW
二、多选题
11.如图所示,某发电站的电能输送示意图,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4,两变压器均为理想变压器.若发电机的输出电压与负载的额定电压刚好相等,要使负载正常工作,下列判断正确的是
A. B.
C.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率 D.升压变压器的输出电流等于降压变压器的输入电流
三、填空题
12.在输送一定功率的电能时,为减少输电导线因发热而损失的电能,有效的方法是______(填“提高”成“降低”)送电的电压:若变压器副线圈两端的电压大于原线圈两端的电压,则副线圈的匝数_______(填“大于”“小于“或“等于”)原线圈的匝数。
13.某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为_______ w,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为_______.
14.从发电站输出的功率为200 kW,输电线的总电阻为0.05 Ω。用110 V和11 kV的电压输电,输电线上损失的电压分别是________ V和________ V,输送到用户的电压分别是________V和________V,在输电线上损失的功率分别为________kW和________kW。
四、解答题
15.如图所示,某发电机输出功率为30KW,输出电压U1=300V,用原、副线圈匝数比n1:n2=1:5的变压器升压后向远处用户供电,输电线的总电阻R=10Ω,用户端用一降压变压器把电压降为U4=220V.(变压器均为理想变压器)求:
(1)输电线上损失的电功率ΔP
(2)降压变压器的匝数比n3:n4
16.某一小型水电站,输电电路如图所示,发电机的输出功率为100kW,发电机的输出电压为500V,输电导线的总电阻为10Ω,导线上损耗的电功率为4kW,该村的用电电压是220V.求:
(1)输电线上的输电电流、电压损耗分别是多少?
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数比
(3)降压变压器的原、副线圈的匝数比
17.某水电站发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,电站先通过升压变压器提升电压再向远处输送,然后降至220V给用户使用,输电线电阻为15 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的6%,升、降压变压器视为理想变压器,试求:在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比。
18.某村通过水电站发电对用户供电,输电线路如图所示,已知发电机的输出电压为500 V,输出功率为9 kW,用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶3的理想变压器升压后向远处送电,输电导线的总电阻为10 Ω.到达用户后再用变压比为72∶11的理想变压器降压后供给用户,求:
(1)输电线上损失的电压和电功率;
(2)用户得到的电压和电功率.
19.一交流发电机线圈共 1 000 匝,线圈面积 0.2 m ,置于磁感应强度为 0.1 T 的匀强磁场中以角速度 25 rad / s 匀速转动,发电机输出功率 400KW,线圈电阻不计.发电机先经过匝数比为 1:10 的升压变压器后经输电线输送到远处,再由降压变压器降压后给用 户供电.输电线路损耗的功率为发电机输出功率的 2%,用户电压为 220V.求:
(1)输电线的总电阻;
(2)降压变压器的匝数比.
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.A
【解析】根据P=UI知,,由于输电电压变为原来的10倍,则输送电流变为原来的
根据,可知损失的功率变为原来的,即A正确。
点晴:根据P=UI,抓住输送功率不变得出输送电流的变化,结合求出输电线上损失的功率变化。
2.A
【详解】
AB.由于负载增加,降压变压器输出的功率增加,负载线路电流变大,故高压输电线上的电流变大, ,损失功率变大,因为输电线中电流变大,根据变压器原理可知,升压变压器中电流变大,A正确B错误.
CD.因为输电线存在电阻,有电压损失,所以升压变压器输出电压大于降压变压器输入电压,CD错误.
3.D
【详解】
远距离输电中导线中有电能损失,根据P线=I2R线可知,减小输电电流可减小功率损失,而根据P=IU可知,在输送电功率一定时采用高压输电可减小输电电流,从而减少输电线路上电能的损失。
A.为了加快输送电能的速度,与结论不相符,选项A错误;
B.为了使用户得到高压电,与结论不相符,选项B错误;
C.为了使输电过程更加安全,与结论不相符,选项C错误;
D.为了减少输电线路上电能的损失,与结论不相符,选项D正确;
4.B
【解析】
【详解】
由题意可知,全压投运的电压为试投运电压的2倍,由公式可知,全压投运的输电电流为试投运的,由公式,所以全压投运时输电线上的电功率损失为试投运的,即,故B正确。
5.A
【详解】
输电电流为
损失功率为
故A正确,BCD错误。
6.B
【详解】
输电线路上的电流由P=UI可得:
输电线上消耗的功率为:
P耗=I2r=
用户得到的功率为:
P用=P-P耗=
A.P与分析不符,故A错误。
B. P-·R与分析相符,故B正确。
C. P-与分析不符,故C错误。
D. ·R与分析不符,故D错误。
7.D
【详解】
电厂发出的电,经过升压变压器进行升压,后经过降压变压器降压后输送给用户,根据P=UI,得出输电电流与输送功率的关系,再根据得出损失的功率,输电过程中功率不变.
电厂发出的电,经过升压变压器进行升压,后经过降压变压器降压后输送给用用户,所以,A正确;根据有效值与最大值的关系可知,B错误;若提高为原来的10倍,则电流为原来的,根据可知,输电线上损失的功率为原来的,C正确;输电过程中功率不变,所以用户得到的交流电的频率仍为50Hz,故D错误.
8.D
【详解】
输送的功率一定,根据知输电电压越高,输电电流越小,根据损知输电线上损耗的能量就小,高压输电不会改变交流电的频率以及输电的速度,故选项D正确,A、B、C错误.
9.B
【详解】
两个电压下输电线上的功率损失分别为
P1=()2·R线=1250W
P2=()2·R线=50W
所以
P1-P2=1200 W.
故选B。
10.C
【详解】
由乙图知,周期为0.02s,所以频率f=50Hz,所以A错误;输电线上有电压的损耗,所以用户端电压小于250V,B错误;对升压变压器,由变压规律,可求U2=25000V,输电线电流,所以C正确;输电线损耗的功率:,故D错误.
11.BD
【详解】
由变压器的电压比与匝数之比的关系得:,;因为线路电压损失,即U2>U3,由题意U1=U4,所以,选项A错误,B正确;因是理想变压器,则其输入功率与输出功率相等,但由于电线电阻功率损失,所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率.故C错误.升压变压器的输出电流等于降压变压器的输入电流,故D正确;故选BD.
点睛:理想变压器的输入功率与输出功率相等,且没有漏磁现象.远距离输电,由于导线通电发热导致能量损失,所以通过提高输送电压,从而实现降低电损.
12.提高 大于
【详解】
根据P损=I2R,要减少输电导线因发热而损失的电能,在R不变的情况下,需要减小线路上的电流,输入功率一定,根据P=UI,可以升高输送电的电压来解决问题;
根据,电压和线圈匝数成正比,若变压器副线圈两端的电压大于原线圈两端的电压,则副线圈的匝数大于原线圈的匝数。
13.4900 133:11
【解析】
【详解】
输送的总功率为9.8×104W,将电压升高到2800V再输出,故传输电流为:
故功率损耗为:△P=I2R=352×4=4900W
电压损耗为:△U=IR=35×4=140V
故降压变压器的输入电压为:U3=U-△U=2800-140=2660V
故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为:
14.91 0.91 19 10999.09 165256.2 16.53
【详解】
用110 V电压输电:
损失电压
U损=IR=1818×0.05 V≈91V
用户得到的电压:
U用=U1-U损=110 V-91V=19V
损失功率:
P损=I2R=18182×0.05 W=165256.2 W
用11 kV电压输电:
损失电压:
U损′=I′R=18.18×0.05V≈0.91V
用户得到的电压:
U用′=U2-U损′=11×103V-0.91V=10999.09 V
损失的功率:
P损′=I′2R=18.182×0.05W≈16.53 W.
15.(1)4000W (2)
【详解】
(1)变压器原线圈电流

可得
输电线路上损失的功率
(2)输电线路上降低的电压

降压变压器匝数比
16.(1)(2) (3)
【分析】
(1)变压器不改变功率,由P=UI求出输电线中电流,由功率公式求解输电线上损耗的电功率;(2)(3)根据输电线路图,由输电线损耗功率求出输电电流I,再由发电机输出功率与输出电流求得升压变压器的原线圈的电压,由得升压变压器的匝数比;求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压,再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比.
【详解】
(1)根据得,
输电线上的电流
(2)升压变压器的输出电压
则升压变压器的匝数比
(3) 降压变压器的输入电压U3=U2-=5000-200V=4800V
降压变压器的匝数比为
【点睛】
本题是关于高压输电的题目,对于理想的变压器来说,输入功率和输出功率的大小是相同的,在计算输电线上消耗的功率的时候,一定要注意要用公式来计算,同时掌握变压器的匝数与电压的关系.
17.;。
【详解】
由题意可知输电线损失的功率
P损=P×6%=100 kW×6%=6 kW=6000W
根据
可得输电线电流
=20 A
升压变电器输出电压
U2==V=5×103 V
所以升压变压器原、副线圈匝数比
===
电压损失
U损=I2R线=20×15 V=300 V
则降压变压器原线圈端电压
U3=U2-U损=5000V-300V=4700 V
所以降压变压器原、副线圈匝数比
18.(1)60 V;360 W(2)220 V;8 640 W
【详解】
(1)设升压变压器副线圈两端的电压为,有,其中,,
解得:U2=1500V,
设输电线中的电流为,有:,其中,解得,
输电线上损耗的电压为:,
输电线上损耗的电功率为:
(2)降压变压器原线圈两端的电压为:,
设用户得到的电压(即降压变压器副线圈两端的电压)为,有,其中,
解得,
用户得到的电功率为:.
【点睛】远距离输电:
1.输电过程(如图所示)
2.抓住两个联系
(1)理想的升压变压器联系了回路1和回路2,由变压器原理可得:线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是,P1=P2.
(2)理想的降压变压器联系了回路2和回路3,由变压器原理可得:线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是,.
3.掌握一个守恒:能量守恒关系式.
19.(1);(2)降压变压器的匝数比
【解析】
【详解】
(1) 发电机的输出电压:,代入数据得V
发电机最大输出功率,发电机的最大输出电流A
输电线上的最大电流,又
代入数据解得
(2)升压变压器副线圈电压为,降压变压器原线圈的电压为,则有:
;;

代入数据得:答案第1页,共2页
答案第1页,共2页