2021-2022学年高二下学期物理人教版（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）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二下学期物理人教版（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 | ||
| 文件大小 | 234.1KB | ||
| 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 11:29:36 | ||
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文档简介
3.4电能的输送
一、单选题
1．为清除高压电线上的凌冰，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，热损耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9ΔP，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9U
2．在远距离输电的电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，则( )
A．升压变压器的输出电压增大 B．输电电流减小
C．降压变压器的输出电压减小 D．输电线上损耗的功率减小
3．小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( )
A．降压变压器的输入电压为11 kV B．发电机的输出功率为22 kW
C．输电线的电流为1 100 A D．输电线上损失的功率约为8.26 W
4．为了解决农村电价居高不下的问题，有效地减轻农民负担，在我国广大农村普遍实施了“农网改造”工程，工程包括两项主要内容：（1）更新变电设备，提高输电电压；（2）更新电缆，减小输电线电阻．若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，在输送的总功率不变的条件下，线路损耗功率将变为原来的
A．0.2倍 B．0.32倍 C．0.4倍 D．0.16倍
5．输电线的电阻为r,输送的电功率为P,用电压U输送电,则用户得到的功率为 ( )
A．P B． C．P-U2r D．
6．在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡其功率为100W．若用很长的导线连接，使灯泡远离电源，此时灯泡功率变为64W，则在线路上损耗的功率为（ ）．
A．36W B．16W C．18W D．6W
7．远距离输电都采用高压输电，其优点是
A．可增大输电电流
B．可加快输电速度
C．可增大输电功率
D．可减少输电线上的能量损失
8．在远距离输电中，如果输送功率和输送距离不变，要减少输送导线上热损耗，目前最有效而又可行的输送方法是( )
A．采用超导材料做输送导线 B．采用直流电输送
C．提高输送电的频率 D．提高输送电压
9．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断，其中正确的是（ ）
A．和输送电线上电压降的平方成反比 B．和输送电压的平方成正比
C．和输送电线上电压降的平方成正比 D．和输送电压的平方成正比
二、多选题
10．我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV．对高压输电下列说法正确的是（ ）
A．采用高压输电是为了加快输电的速度
B．输电电压越高越好
C．采用高压输电能够降低输电线路上的能量损耗
D．实际输送电能时要综合考虑各种因素，依照不同情况选择合适的输电电压
11．某发电厂原来用11kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV输电，输送的电功率都是P．若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的（）
A．根据公式，提高电压后输电线上的电流降为原来的．
B．根据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的
D．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍
三、填空题
12．感应电动势的大小与________成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________．
13．某变电站用1100伏的电压送电，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，则输出的电压应变为_________伏．
14．由焦耳定律Q=I2Rt可知，减少电能在输送过程中的损失有两个途径：一是减小输电线的_____，二是减小输电线的_____。
15．在远距离输电时，若直接采用某电压输电，电压和电能都会有很大的损失；现通过升压变压器使输电电压升高为原电压的n倍，若在输送电功率不变的情况下，则输电线路上的电压损失将减小为原来的________，输电线路上的电能损失将减少为原来的________
四、解答题
16．某小型水电站发电机的输出功率为100 kW，输出交流电压为250 V，通过理想变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，要求在输电线上损失的电功率是输送功率的5%，在用户端通过理想变压器把电压降为220 V.求：
(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？
(2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？
17．如图所示，某发电机的输出功率为5×104 W，输出电压为250 V，输电线路总电阻R=60 Ω，理想升压变压器的匝数比n1：n2=1：20，为使用户获得220 V电压，求：
（1）输电线路损失的功率为多大？
（2）降压变压器的匝数比是多少？
18．一台发电机，输出功率为1100kW，所用输电导线的电阻为，当发电机接到输电线路的电压为11kV时，请计算：
输电导线上的电流；
输电导线上损失的热功率。
19．某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5 KW．请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你计算：
（1）降压变压器输出的电流是多少 输电线上通过的电流是多少
（2）输电线上损失的电压是多少 升压变压器输出的电压是多少
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
高压线上的热耗功率为：△P=I2R线；若热耗功率变为9△P，则有：9△P=I′2R线，由两式得I′=3I，所以A正确，B错误．又输送功率不变，由P=UI=U′I′得U′=U/3，所以CD错误．故选A.
2．C
【详解】
A.发电厂的输出电压和升压变压器匝数不变，根据变压器原理可知，升压变压器输出电压不变，A错误．
B.因为升压变压器输出电压不变，但是输送功率变大，根据可知，输电电流变大，B错误．
C.对输送回路，设降压变压器输入电压，输电线电阻，有：，输送电流变大，升压变压器输出电压不变，所以降压变压器输入电压变小，而降压变压器匝数不变，所以降压变压器输出电压变小，C正确．
D.输电线上功率损耗：，输送电流变大，输电线上损耗的功率变大，D错误．
3．A
【详解】
A.降压变压器输出电压220 V，根据变压器原理：，代入数据解得：，A正确
BCD.降压变压器输出功率：，而，代入数据解得：输电线电流，输电线上功率损失：，根据：，所以发电机输出功率为22040W，BCD错误
4．A
【详解】
试题分析：传输功率不变，故传输电流为：，电功率损耗为： ①
改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，故： ②
联立①②解得：，故A正确；
考点：考查了电功率，电工的计算
5．B
【详解】
用户得到的功率，故选B
6．B
【详解】
在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100W，有：
串联导线电阻R后灯泡的功率：
串联导线电阻R后导线的功率：
联立解得
得
故选B。
7．D
【详解】
由P=UI知，P一定，提高输电电压U，则输电电流I减小，根据P损=I2R，输电线上功率损失减小．
A．可增大输电电流，与结论不相符，选项A错误；
B．可加快输电速度，与结论不相符，选项B错误；
C．可增大输电功率，与结论不相符，选项C错误；
D．可减少输电线上的能量损失，与结论相符，选项D正确；
故选D．
点评：解决本题的关键掌握输电功率与输电电压与输电电流的关系，以及掌握输电线上功率损失P损=I2R．
8．D
【详解】
提高输送电压，因为输送功率不变，所以输送电压高了，输送电流就小了，根据可得输送导线上热损耗就小了；
故选D．
9．C
【详解】
试题分析：，则．输电线上损失的功率R，与输送电压的平方成反比．根据知，与输电线上电压降的平方成正比．故选C，
考点：远距离输电．
点评：解决本题的关键知道输送电功率P=UI，以及掌握或
10．CD
【解析】
远输离输电时，电压过高将会带来很多负面的影响，如对绝缘条件的要求增大，导线和大地组成电容也会引起能量损耗；输送的功率一定，根据P=UI，知输电电压越高，输电电流越小，根据，知输电线上损耗的能量就小，而不是为了加快输电速度，故AB错误，C正确；实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率的大小、距离远近、技术和经济条件等．故D正确．故选CD．
【点睛】输送电能的要求为：可靠、保质、经济．输电线上损失的功率，跟输电线上的电流及输电线上的电阻有关．
11．AC
【详解】
AB. 输电线上电流为，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20．也可以用来表示，其中为输电线电阻R两端的电压，而不是输送电压，故A正确，B错误；
C. 输电线上的功率损失为，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1/400,C正确；
D. 如果用，则U应为R两端的电压，故D错误．
12．磁通量变化率 变压器
【详解】
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器．
13．2200
【详解】
[损耗的功率为：，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，得使输电电流变为原来的，根据P=UI得，P一定，输出电压变为原来的2倍，为2200V．
14．电阻 电流
【详解】
远距离输电时，要减少输电线上电能的损失，根据焦耳定律Q=I2Rt，发现有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输送的电流；
15．；
【详解】
如果保证输送的电功率不变，将输电电压升高到原来的n倍，根据，电流变为原来的 ；根据U=Ir，则输电线路上的电压损失将减小为原来的；
在电阻、通电时间一定时，根据，电流变为原来的，电热变为原来的，所以输电线上的能量损失就减小到原来的．
16．（1） ; （2） ; （3） ;
【详解】
试题分析：先求出损失功率，根据功率关系求出降压变压器输出的功率，再根据求出电流；根据求出损失的电压，根据：求出升压变压器输出的电压；理想变压器变压比：和即可求出两个变压器的匝数比．
（1）损失功率为：
降压变压器输出的功率为：
根据：
联立并代入数据解得：
输电线上通过的电流为：
代入数据可得：
（2）损失的电压为：
解得：
根据：
代入数据解得：
（3）理想变压器变压比：
代入数据可得：
根据理想变压器电流比可得：
点睛：本题主要考查了远距离输电问题，涉及的物理量比较多，这是远程输电问题的特点，要注意各个物理量之间的对应关系，最好是用统一的符号进行标示．
17．△P =6×103 W；
【详解】
（1）根据变压器电压关系: = 得，U2=5×103 V，变压器功率关系：P2=P1 ，输电线上的电流I2= =10 A ，输电线上的功率损失：△P=I22R=6×103 W
（2）降压变压器的输入电压：U3=U2﹣I2R=4400 V 根据降压变压器电压关系： = =
18．(1)100A(2)1000W
【详解】
(1)由可知，导线上的电流强度为
(2)由可知在导线上损失的热功率为
19．（1）25A
（2）
（3）；
【详解】
（1）用户得到的功率为；用户得到的电流就是降压变压器的输出电流I用=P用/U用="4.32×102" A
输电线上流过的电流
（2）输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
（3）升压变压器
降压变压器答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．为清除高压电线上的凌冰，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，热损耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9ΔP，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9U
2．在远距离输电的电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，则( )
A．升压变压器的输出电压增大 B．输电电流减小
C．降压变压器的输出电压减小 D．输电线上损耗的功率减小
3．小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( )
A．降压变压器的输入电压为11 kV B．发电机的输出功率为22 kW
C．输电线的电流为1 100 A D．输电线上损失的功率约为8.26 W
4．为了解决农村电价居高不下的问题，有效地减轻农民负担，在我国广大农村普遍实施了“农网改造”工程，工程包括两项主要内容：（1）更新变电设备，提高输电电压；（2）更新电缆，减小输电线电阻．若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，在输送的总功率不变的条件下，线路损耗功率将变为原来的
A．0.2倍 B．0.32倍 C．0.4倍 D．0.16倍
5．输电线的电阻为r,输送的电功率为P,用电压U输送电,则用户得到的功率为 ( )
A．P B． C．P-U2r D．
6．在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡其功率为100W．若用很长的导线连接，使灯泡远离电源，此时灯泡功率变为64W，则在线路上损耗的功率为（ ）．
A．36W B．16W C．18W D．6W
7．远距离输电都采用高压输电，其优点是
A．可增大输电电流
B．可加快输电速度
C．可增大输电功率
D．可减少输电线上的能量损失
8．在远距离输电中，如果输送功率和输送距离不变，要减少输送导线上热损耗，目前最有效而又可行的输送方法是( )
A．采用超导材料做输送导线 B．采用直流电输送
C．提高输送电的频率 D．提高输送电压
9．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断，其中正确的是（ ）
A．和输送电线上电压降的平方成反比 B．和输送电压的平方成正比
C．和输送电线上电压降的平方成正比 D．和输送电压的平方成正比
二、多选题
10．我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV．对高压输电下列说法正确的是（ ）
A．采用高压输电是为了加快输电的速度
B．输电电压越高越好
C．采用高压输电能够降低输电线路上的能量损耗
D．实际输送电能时要综合考虑各种因素，依照不同情况选择合适的输电电压
11．某发电厂原来用11kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV输电，输送的电功率都是P．若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的（）
A．根据公式，提高电压后输电线上的电流降为原来的．
B．根据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的
D．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍
三、填空题
12．感应电动势的大小与________成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________．
13．某变电站用1100伏的电压送电，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，则输出的电压应变为_________伏．
14．由焦耳定律Q=I2Rt可知，减少电能在输送过程中的损失有两个途径：一是减小输电线的_____，二是减小输电线的_____。
15．在远距离输电时，若直接采用某电压输电，电压和电能都会有很大的损失；现通过升压变压器使输电电压升高为原电压的n倍，若在输送电功率不变的情况下，则输电线路上的电压损失将减小为原来的________，输电线路上的电能损失将减少为原来的________
四、解答题
16．某小型水电站发电机的输出功率为100 kW，输出交流电压为250 V，通过理想变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，要求在输电线上损失的电功率是输送功率的5%，在用户端通过理想变压器把电压降为220 V.求：
(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？
(2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？
17．如图所示，某发电机的输出功率为5×104 W，输出电压为250 V，输电线路总电阻R=60 Ω，理想升压变压器的匝数比n1：n2=1：20，为使用户获得220 V电压，求：
（1）输电线路损失的功率为多大？
（2）降压变压器的匝数比是多少？
18．一台发电机，输出功率为1100kW，所用输电导线的电阻为，当发电机接到输电线路的电压为11kV时，请计算：
输电导线上的电流；
输电导线上损失的热功率。
19．某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5 KW．请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你计算：
（1）降压变压器输出的电流是多少 输电线上通过的电流是多少
（2）输电线上损失的电压是多少 升压变压器输出的电压是多少
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
高压线上的热耗功率为：△P=I2R线；若热耗功率变为9△P，则有：9△P=I′2R线，由两式得I′=3I，所以A正确，B错误．又输送功率不变，由P=UI=U′I′得U′=U/3，所以CD错误．故选A.
2．C
【详解】
A.发电厂的输出电压和升压变压器匝数不变，根据变压器原理可知，升压变压器输出电压不变，A错误．
B.因为升压变压器输出电压不变，但是输送功率变大，根据可知，输电电流变大，B错误．
C.对输送回路，设降压变压器输入电压，输电线电阻，有：，输送电流变大，升压变压器输出电压不变，所以降压变压器输入电压变小，而降压变压器匝数不变，所以降压变压器输出电压变小，C正确．
D.输电线上功率损耗：，输送电流变大，输电线上损耗的功率变大，D错误．
3．A
【详解】
A.降压变压器输出电压220 V，根据变压器原理：，代入数据解得：，A正确
BCD.降压变压器输出功率：，而，代入数据解得：输电线电流，输电线上功率损失：，根据：，所以发电机输出功率为22040W，BCD错误
4．A
【详解】
试题分析：传输功率不变，故传输电流为：，电功率损耗为： ①
改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，故： ②
联立①②解得：，故A正确；
考点：考查了电功率，电工的计算
5．B
【详解】
用户得到的功率，故选B
6．B
【详解】
在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100W，有：
串联导线电阻R后灯泡的功率：
串联导线电阻R后导线的功率：
联立解得
得
故选B。
7．D
【详解】
由P=UI知，P一定，提高输电电压U，则输电电流I减小，根据P损=I2R，输电线上功率损失减小．
A．可增大输电电流，与结论不相符，选项A错误；
B．可加快输电速度，与结论不相符，选项B错误；
C．可增大输电功率，与结论不相符，选项C错误；
D．可减少输电线上的能量损失，与结论相符，选项D正确；
故选D．
点评：解决本题的关键掌握输电功率与输电电压与输电电流的关系，以及掌握输电线上功率损失P损=I2R．
8．D
【详解】
提高输送电压，因为输送功率不变，所以输送电压高了，输送电流就小了，根据可得输送导线上热损耗就小了；
故选D．
9．C
【详解】
试题分析：，则．输电线上损失的功率R，与输送电压的平方成反比．根据知，与输电线上电压降的平方成正比．故选C，
考点：远距离输电．
点评：解决本题的关键知道输送电功率P=UI，以及掌握或
10．CD
【解析】
远输离输电时，电压过高将会带来很多负面的影响，如对绝缘条件的要求增大，导线和大地组成电容也会引起能量损耗；输送的功率一定，根据P=UI，知输电电压越高，输电电流越小，根据，知输电线上损耗的能量就小，而不是为了加快输电速度，故AB错误，C正确；实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率的大小、距离远近、技术和经济条件等．故D正确．故选CD．
【点睛】输送电能的要求为：可靠、保质、经济．输电线上损失的功率，跟输电线上的电流及输电线上的电阻有关．
11．AC
【详解】
AB. 输电线上电流为，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20．也可以用来表示，其中为输电线电阻R两端的电压，而不是输送电压，故A正确，B错误；
C. 输电线上的功率损失为，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1/400,C正确；
D. 如果用，则U应为R两端的电压，故D错误．
12．磁通量变化率 变压器
【详解】
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器．
13．2200
【详解】
[损耗的功率为：，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，得使输电电流变为原来的，根据P=UI得，P一定，输出电压变为原来的2倍，为2200V．
14．电阻 电流
【详解】
远距离输电时，要减少输电线上电能的损失，根据焦耳定律Q=I2Rt，发现有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输送的电流；
15．；
【详解】
如果保证输送的电功率不变，将输电电压升高到原来的n倍，根据，电流变为原来的 ；根据U=Ir，则输电线路上的电压损失将减小为原来的；
在电阻、通电时间一定时，根据，电流变为原来的，电热变为原来的，所以输电线上的能量损失就减小到原来的．
16．（1） ; （2） ; （3） ;
【详解】
试题分析：先求出损失功率，根据功率关系求出降压变压器输出的功率，再根据求出电流；根据求出损失的电压，根据：求出升压变压器输出的电压；理想变压器变压比：和即可求出两个变压器的匝数比．
（1）损失功率为：
降压变压器输出的功率为：
根据：
联立并代入数据解得：
输电线上通过的电流为：
代入数据可得：
（2）损失的电压为：
解得：
根据：
代入数据解得：
（3）理想变压器变压比：
代入数据可得：
根据理想变压器电流比可得：
点睛：本题主要考查了远距离输电问题，涉及的物理量比较多，这是远程输电问题的特点，要注意各个物理量之间的对应关系，最好是用统一的符号进行标示．
17．△P =6×103 W；
【详解】
（1）根据变压器电压关系: = 得，U2=5×103 V，变压器功率关系：P2=P1 ，输电线上的电流I2= =10 A ，输电线上的功率损失：△P=I22R=6×103 W
（2）降压变压器的输入电压：U3=U2﹣I2R=4400 V 根据降压变压器电压关系： = =
18．(1)100A(2)1000W
【详解】
(1)由可知，导线上的电流强度为
(2)由可知在导线上损失的热功率为
19．（1）25A
（2）
（3）；
【详解】
（1）用户得到的功率为；用户得到的电流就是降压变压器的输出电流I用=P用/U用="4.32×102" A
输电线上流过的电流
（2）输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
（3）升压变压器
降压变压器答案第1页，共2页
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