3.4电能的输送 课时提升练(Word版含解析)

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名称 3.4电能的输送 课时提升练(Word版含解析)
格式 doc
文件大小 957.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 21:48:16

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文档简介

3.4电能的输送 课时提升练(解析版)
一、选择题
1.某山区有一小型水电站,每分钟有60m3的水从高处落下冲击水轮机,水轮机与上游水位的落差是50m。则(  )
A.水从高处落下,重力每分钟做功
B.若水的机械能有70%转化为电能,水电站的发电功率是3.5×105W
C.若输电电压为10000V,输电电流是3.5A
D.若输电电压为10000V,输电线总电阻为0.5Ω,则输电线上每分钟产生的热量是612.5J
2.电网陈旧老化易使电能损耗严重,为了减少远距离输电线路上的电能损耗,以下措施中切实可行的是(  )
A.提高输电电压 B.用超导材料做输电线
C.提高输送功率 D.减小输电线的横截面积
3.某发电厂用2.2kV的电压将电能输送到远处的用户,后改用22kV的电压,仍然用该输电线路输送同样的电功率。则前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为(  )
A.1:1 B.10:1 C.100:1 D.1000:1
4.相比于4G网络技术,供电问题是困扰5G网络技术发展的难题之一,一个100kV变电站给某4G基站供电,线路电阻为90Ω,现要将该基站改造为5G基站;如图所示。5G基站功耗为4kW,要求线路损耗为总功耗的20%,在只更换变压器(均为理想变压器)的前提下,高压变压器的原、副线圈匝数比应变为(  )
(  )
A.100∶3 B.200∶3 C.250∶3 D.400∶3
5.远距离输电示意图如图所示,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数比,在T的原线圈的两端接入一有效值U=1000V的正弦交流电压,若原线圈的输入电功率,输电线的总电阻为20Ω。不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为(  )
A.2kW B.5kW C.10kW D.20kW
6.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
7.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器。升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=1∶10,在T1的原线圈两端接入一正弦交流电,输电线的总电阻为2r=2 Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1,若T2的“用电设备”两端的电压为U4=200 V且“用电设备”消耗的电功率为10 kW,不考虑其他因素的影响,下列表述错误的是(  )
A.T1的副线圈两端电压的最大值为2 010V
B.T2的原线圈两端的电压为2 000 V
C.输电线上损失的电功率为50 W
D.T1的原线圈输入的电功率为10.1 kW
8.当交变电流通过导体时,交变的磁场会在导体内部引起涡流,使电流在导体横截面上的分布不再均匀,电流将主要地集中到导体表面,这种效应称为趋肤效应。交变电流的频率越高,趋肤效应越明显。下列说法正确的是(  )
A.趋肤效应是一种静电感应现象
B.趋肤效应使得导体的有效电阻减小
C.在远距离输电中,可提高交变电流频率以减小输电线上的损失
D.在高频电路中,可用空心铜导线代替实心铜导线以节约线路成本
9.如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变。若在傍晚用电的高峰期,则可以判定(  )
A.发电厂的输出功率不变
B.输电线上的损失功率增大
C.输电线路上损耗的电压减小
D.用户获得的电压增大
10.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,电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用表示,并且电阻不变。变阻器相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时,相当于变小,则当用电进入高峰时,下列说法错误的是(  )
A.电压表的读数均不变,电流表的读数增大,电流表的读数增大
B.电压表的读数均减小,电流表的读数增大,电流表的读数增大
C.电压表的读数之差与电流表的读数的比值不变
D.线路损耗功率增大
11.如图所示为远距离输电的示意图,已知交流电源电压为U,升压变压器的原副线圈匝数比为1∶m,降压变压器的原副线圈匝数比为n∶1,负载R正常工作。现输电距离增大,输电线电阻随之增大,若要保证负载仍能正常工作,只改变选项中的一个量,下列做法可行的是(  )
A.增大m B.减小m C.增大n D.减小U
12.如图所示有一台交流发电机E,通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处的用户供电,输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和;的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和。若的输入电压一定,当用户消耗的电功率变小时;下列判断正确的是(  )
A.变小,变大 B.不变,变小
C.变小,变小 D.变大,变大
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20,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%,则下列说法正确的是(  )
A.用户得到的电功率为9
B.通过输电线的电流为5A
C.升压变压器原、副线圈的匝数之比为
D.降压变压器原、副线圈的匝数之比为
14.如图甲所示电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20 Ω,L1、L2为规格相同的两个小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光。下列说法正确的是(  )
A.输入电压u的表达式u=20sin(50πt)V
B.只断开S2后,L1、L2均正常发光
C.只断开S2后,原线圈的输入功率减小
D.若将S1换接到2,R消耗的电功率为0.8 W
15.如图所示的是一远距离输电示意图,图中均为理想变压器,输电导线总电阻为R。则下列关系式正确的是
A.输电导线中的电流强度
B.热损失的功率
C.两变压器线圈匝数比满足
D.变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2>I3
二、解答题
16.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为,输出电压为,输电线的总电阻为,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:村民和村办小企业需要电压时,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)
17.利用发电机把天然存在的各种形式的能(水流能、风能、煤的化学能……)转化为电能。为了合理利用这些能源,发电站要修建在靠近这些天然资源的地方,通过高压输送线路把电能输送到远方。如果某发电站将U=6000V的电压直接加在高压输送线路的输入端向远方供电,输送的电功率为P=800kW。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9600kW·h。(1kW·h=3.6×106J)
(1)求此种情况下,高压线路的输电效率;
(2)若要使此高压输电线路的输电效率为98%,则需要在发电站处应安装一个变压比是多少的变压器
参考答案
1.B
【详解】
A.每分钟下落水的重力
每分钟重力做的功
故A错误;
B.每分钟得到的电能
水电站的发电功率
故B正确;
C.若输电电压为10000V,输电电流是
故C错误;
D.若输电电压为10000V,输电线总电阻为0.5Ω,则输电线上每分钟产生的热量
故D错误。
故选B。
2.A
【详解】
A.提高输电电压,根据
知,输送电流较小,根据
知损失的功率较小,A正确;
B.用超导材料做输电线,成本太高,B错误;
C.提高输送功率,根据
知,输送电流较大,根据
知损失的功率较大, C错误;
D.减小输电导线的横截面积,根据电阻定律
可知电阻增大,根据
知损失的功率较大,D错误。
故选A。
3.C
【详解】
设输送功率为P,输送电压为U,输电线的电阻为r,则线损
U1=2.2kV=2200V
U2=22kV=22000V

===
故选C。
4.B
【详解】
变电站输出功率
流经线路电阻的电流为
变电站输出电流
则匝数比为
故选B。
5.A
【详解】

解得升压变压器T原线圈中的电流
根据理想变压器的电流规律
解得输电线中电流
输电线上损失的电功率
选项A正确。
6.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。
7.D
【详解】
T2副线圈电流
根据电流与匝数成反比得输电线中的电流,则有
解得
根据电压与匝数成正比得T2原线圈的电压
解得
输电线上损失的电压为
T1的副线圈两端的电压
则T1副线圈的最大值为2010V,输电线上损失的功率
根据变压器原副线圈的功率相等得原线圈输入的电功率为
故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
8.D
【详解】
A.趋肤效应是电磁感应现象,故A错误;
B.趋肤效应使得电流主要集中到导体表面,相当于减小了导体的横截面积,所以有效电阻增大,故B错误;
C.在远距离输电中,可提高交变电流的电压以减小输电线上的损失,故C错误;
D.在高频电路中,趋肤效应越明显,应电流主要集中到导体表面,故可用空心铜导线代替实心铜导线以节约线路成本,故D正确。
故选D。
9.B
【详解】
在傍晚用电的高峰期,降压变压器次级消耗的功率变大,则发电厂的输出功率变大;降压变压器的次级电流变大,则初级电流变大,根据
U线=IR线
以及
P线=I2R线
可知,输电线上损失的功率和损失的电压均变大,降压变压器初级电压
U3=U2-U线
减小,则次级电压减小,用户得到的电压减小。
故选B。
10.A
【详解】
AB.根据变压器的变压规律有

在高压传输电路上,有
因为发电厂输出的电压一定,所以不变,在用电高峰,变小,所以、减小,所有电流表示数均增大。A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.电压表的读数之差与电流表的读数的比值表示输电线电阻,故比值不变。C正确,不符合题意;
D.线路电流变大,所以根据可知,输电线损耗的功率变大。D正确,不符合题意。
故选A。
11.A
【详解】
AB. 现输电距离增大,输电线电阻随之增大,上面消耗的电压增多,要保证负载仍能正常工作,即副线圈两端电压不变,增大m,升压变压器副线圈上的电压增大,可保证降压变压器原线圈上电压不变,故A正确,B错误;
C. 增大n,降压变压器原线圈上电压变小,故 C错误;
D. 减小U,负载两端电压变小,负载不能正常工作,故D错误。
故选A。
12.C
【详解】
AB.用户消耗的电功率变小,由于是理想变压器,则P3也会变小;由于T1的输入电压U1一定时,U2也不变,则P2必须变小,线路上的电流变小,导致电阻R消耗的功率也变小,电阻两端电压也变小,所以U3变大,U4变大,故AB错误;
CD.由于两变压器均是理想的,所以输入功率与输出功率相等,用户消耗的电功率变小,由于是理想变压器,则P3也会变小;由于T1的输入电压U1一定时,U2也不变,则P2必须变小,故C正确,D错误;
故选C。
13.BC
【详解】
A.用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
A错误;
BC.输电线损失的功率为
通过输电线的电流为
升压变压器的输出电压为
可得升压变压器原、副线圈的匝数之比为
BC正确;
D.输电线上的电压损失为
降压变压器原线圈两端的电压
可得降压变压器原、副线圈的匝数之比为
D错误。
故选BC。
14.CD
【详解】
A.由图象得周期

输入电压最大值
所以输入电压u的表达式应为
选项A错误;
B.只断开后,负载电阻变大为原来的2倍,电压不变,则副线圈电流变小为原来的一半,L1、L2的功率均变为额定功率的四分之一,则L1、L2均不能正常发光,选项B错误;
C.只断开后,负载电阻变大,副线圈电流变小,输出功率变小,则原线圈的输入功率减小,选项C正确;
D.若换接到2后,电阻R电压有效值为4V,则R消耗的电功率为
选项D正确。
故选CD。
15.AB
【详解】
A.因为是理想变压器,则P1=P2,其中P1=U1I1,P2=U2I2,所以
选项A正确;
B.输电线上的电流I2=I3,输电线上损失的电压为 U=U2-U3,所以输电线上损失的功率为
P= UI3=(U2-U3)I3
选项B正确;
C.这是远距离输电示意图,所以变压器①是升压变压器,则副线圈匝数大于原线圈匝数,即
变压器②是降压变压器,所以原线圈匝数大于副线圈匝数即
所以
故C错误;
D.变压器①和输出电流和变压器②的输入电流都是输电线上的电流,二者相等,选项D错误。
故选AB。
16.和
【详解】
由线路损耗的功率可得
又因为,所以
根据理想变压器规律

所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是和。
17.(1);(2)
【详解】
(1)此情况下,终端功率
所以输电效率
(2)设高压输送线路的导线电阻为r,由题意知原来线路损耗
P损1==400kW

UI1=P
现在线路损耗
P损2=P×(1-98%)=

U'I2=P

解得