选修3-2 5.5 电能的输送 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-2 5.5 电能的输送 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 169.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 06:49:03 | ||
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文档简介
选修3-2 5.5 电能的输送 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 对于电能的输送，以下说法正确的是
A. 输送电能的基本要求是经济实惠
B. 减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电
C. 减小输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积
D. 实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等
2. 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
3. 某水电站，用总电阻为 的输电线输电给 外的用户，其输出电功率是 ，现用 的电压输电，则下列说法正确的是
A. 输电线上输送的电流大小为
B. 输电线上由电阻造成的电压损失为
C. 若改用 电压输电，则输电线上损失的功率为
D. 输电线上损失的功率为 、 为输电电压， 为输电线的电阻
4. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 ，用等效总电阻是 的两条输电线输电，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，流入用户端的电流为 。则
A. 用户端的电压为 B. 输电线上的电压降为
C. 理想变压器的输入功率为 D. 输电线路上损失的电功率为
5. 用电器距离电源为 ，线路上的电流为 ，为使在线路上的电压降不超过 ，已知输电线的电阻率为 ，那么，输电线的横截面积的最小值是
A. B. C. D.
6. 如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为 ，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示。则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是
A. 变大 B. 增大 C. 变大 D. 变小
7. 某电站的小型发电机输出功率为 ，输出电压为 ，输电线总电阻为 。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的 ，须采用高压输电。设用户所需电压为 ，则下列判断正确的是
A. 升压变压器原、副线圈匝数比约为
B. 降压变压器原、副线圈匝数比约为
C. 输电线上的电压损失约为
D. 可供 盏“，”的白炽灯正常工作
8. 如图所示为远距离输电示意图，电厂的发电机输出功率为 ，输出电压 ，升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，输电线电阻为 ，用户需要的电压 ，变压器均为理想变压器。则
A. 输电线上的输送电流为
B. 输电线上损失的电压为
C. 输电线上损失的电功率为
D. 降压变压器的原、副线圈的匝数比为
9. 远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器， 是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定。当 由 改接为 时，下列说法正确的是
A. 电压表读数增大 B. 电流表读数减小
C. 灯泡的实际功率减小 D. 输电线上损失的功率减小
10. 如图所示为模拟远距离输电的电路，升压变压器 的原、副线圈匝数比 ，降压变压器 的原、副线圈匝数比 ，模拟输电导线的电阻 ， 的负载是规格为“，”的灯泡 。当 的输入电压为 时 正常发光，两个变压器均可视为理想变压器，则 的值为
A. B. C. D.
二、填空题（共4小题；共18分）
11. 年 月 日，世界上第一个公里级别的商用超导电缆在上海市徐汇区正式启用。已知该电缆总长 公里，输送的电流和电压分别为 和 。于是该电缆输电的功率为 。在超导状态下，整根电缆的总电阻不超过 。可知用这根电缆输电时，其损耗功率的上限为 。
12. 水电站给远处山村送电的输出功率 ，用 的电压输电，线路上损失的功率是 ，如果用 的高压输电，线路上损失的功率为 。
13. 发电机的输出电压为 ，输出功率为 。若要保证用户至少获得 的电功率，则输电线电阻不得大于 ；若用一个升压变压器升压至 后进行输电，则输电线电阻不得大于 。
14. 远距离输电时，如果输送电压为 ，输送功率为 ，输电线的电阻为 ，则输电线上损失的功率为 ，损失的电压为 ，用户得到的电压为 ，用户得到的功率为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 有一台交流发电机通过升压和降压变压器（均为理想变压器）给用户供电，已知发电机的输出功率是 ，两端电压为 ，升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，两变压器之间输电导线的总电阻 ，降压变压器的输出电压 。求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线上的功率损失；
（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比 。
16. 有一台内阻为 的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压比为 ，降压比为 ，输电线的总电阻 ，全校共 个班，每班有“，”灯 盏。若保证全部电灯正常发光，则：
（1）输电线上损耗的电功率多大
（2）发电机电动势多大
17. 某条河的河水流量为 ，水流下落的高度为 。现在利用它来发电，设所用发电机的总线率为 ， 取 ，求：
（1）发电机的输出功率；
（2）已知输电导线的总电阻为 ，如果允许输电导线上损耗的功率为发电机输出功率的 ，则需用多大电压输送电能；
（3）导线上的电压损失。
答案
第一部分
1. D
【解析】输电的基本要求是可靠、保质、经济，A错误。由 知，提高输电电压和减小输电线电阻均可减少损失，B 、C错误，D正确。
2. D
【解析】输送的功率一定，根据 ，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，高压输电不会改变交流电的频率以及输电的速度。故ABC错误，D正确。
3. B
【解析】输电线上输送的电流 ，A错；
输电线上损失的电压为 ，B对；
若改用 的电压输电，则输电线上输送的电流 ，输电线上损失的功率 ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为 ，C错；
D项中输电线上损失的功率 、 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D错.
4. A
【解析】由理想变压器输入、输出功率相等可知 ，即 ，A 正确。
输电线上的电压降为 ，B 错。
理想变压器的输入功率 ，C 错。
输电线路上损失的电功率为 ，D 错。
5. B
【解析】根据欧姆定律得，
根据电阻定律得，
解得：，故B正确，A、C、D错误。
6. B
【解析】由于输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，故 不变，故A错误；
当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故B正确；
当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压 不变，则 不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压 减小，故C错误；
当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，根据 ，知 变大，故D错误。
7. D
【解析】通过升压变压器原线圈的电流为 ，输电线路上损失的功率为 ，得输电线上的电流为 ，升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项A错误；升压变压器的输出电压为 ，流过降压变压器原线圈的电流为 ，降压变压器原线圈两端的电压为 ，已知降压变压器的输出电压，即用户电压 ，所以降压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项B错误；输电线上的电压损失约为 ，选项C错误；设可供 盏白炽灯正常工作，则降压变压器的输出功率 ，对于理想变压器有 ，解得 ，所以取 ，选项D正确。
8. C
【解析】根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，得 ，所以 ，发电机的输出功率为 ，所以有 ，输电线中电流为 ，选项A错误；输电线上的电压损失 ，选项B错误；输电线上损失的电功率为 ，选项C正确；，降压变压器原、副线圈的匝数比为 ，选项D错误。
9. A
【解析】 由 改接到 后，升压变压器副线圈匝数增多，根据 知输出电压 升高，即输电电压增大，最终降压变压器的输出电压增大，故电压表的示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压增大，输出电流增大，由理想变压器的变流比公式可知降压变压器的输入电流增大，所以电流表的示数增大，选项B错误；灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率增大，选项C错误；由于输电电流增大，故输电线上损失的功率增大，选项D错误。
10. B
【解析】根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比 ，得 ，则 ；灯泡的额定电流为 ，可知降压变压器副线圈中的电流 ；根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系可知 ，可得 ，则 ；根据理想变压器原、副线圈电流比与匝数比成反比，得 ，得 ；输电线上的电压关系为 ，代入数据得 ，解得 ，选项B正确。
第二部分
11. ；
12.
【解析】线路上损失的功率 ，又
所以 ，代入数据，解得 ，当用 的高压输电时，。
13. ；
【解析】
又
所以
当升压至 时，
所以 .
14. ；；；
【解析】输电线上的功率损失为 ；
电压损失为 ；
用户得到的电压为 ；
用户得到的功率为 。
第三部分
15. （1）
【解析】由升压变压器原、副线圈两端的电压比等于匝数比，有
所以输出电压 。
（2）
【解析】理想变压器的输入功率等于输出功率，有
输电线中的电流
则输电线上的功率损失 。
（3）
【解析】降压变压器的输入电压
所以 。
16. （1）
【解析】根据题意，所有灯都正常工作的总功率为：，
用电器都正常工作时的总电流为：，
两个变压器之间输电线上的电流为，根据 ，解得：，
故输电线上损耗的电功率：。
（2）
【解析】降压变压器上的输入电压：，
输电线上的电压损失为：，
因此升压变压器的输出电压为：。
升压变压器的输入电压为：，
升压变压器的输入电流为：，
发电机的电动势：。
17. （1）
【解析】水由高处流下，重力势能转化为动能，推动水轮机做功，设水的流量为 ，则发电机的输入功率 。
发电机的输出功率 。
（2）
【解析】设输送电压为 ，输电导线上的电流为 ，电阻为 ，损耗的功率为 。
由 得 。
由发电机的输出功率为 ，
可得 。
（3）
【解析】导线上损失的电压为 ，则有
。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 对于电能的输送，以下说法正确的是
A. 输送电能的基本要求是经济实惠
B. 减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电
C. 减小输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积
D. 实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等
2. 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
3. 某水电站，用总电阻为 的输电线输电给 外的用户，其输出电功率是 ，现用 的电压输电，则下列说法正确的是
A. 输电线上输送的电流大小为
B. 输电线上由电阻造成的电压损失为
C. 若改用 电压输电，则输电线上损失的功率为
D. 输电线上损失的功率为 、 为输电电压， 为输电线的电阻
4. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 ，用等效总电阻是 的两条输电线输电，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，流入用户端的电流为 。则
A. 用户端的电压为 B. 输电线上的电压降为
C. 理想变压器的输入功率为 D. 输电线路上损失的电功率为
5. 用电器距离电源为 ，线路上的电流为 ，为使在线路上的电压降不超过 ，已知输电线的电阻率为 ，那么，输电线的横截面积的最小值是
A. B. C. D.
6. 如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为 ，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示。则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是
A. 变大 B. 增大 C. 变大 D. 变小
7. 某电站的小型发电机输出功率为 ，输出电压为 ，输电线总电阻为 。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的 ，须采用高压输电。设用户所需电压为 ，则下列判断正确的是
A. 升压变压器原、副线圈匝数比约为
B. 降压变压器原、副线圈匝数比约为
C. 输电线上的电压损失约为
D. 可供 盏“，”的白炽灯正常工作
8. 如图所示为远距离输电示意图，电厂的发电机输出功率为 ，输出电压 ，升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，输电线电阻为 ，用户需要的电压 ，变压器均为理想变压器。则
A. 输电线上的输送电流为
B. 输电线上损失的电压为
C. 输电线上损失的电功率为
D. 降压变压器的原、副线圈的匝数比为
9. 远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器， 是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定。当 由 改接为 时，下列说法正确的是
A. 电压表读数增大 B. 电流表读数减小
C. 灯泡的实际功率减小 D. 输电线上损失的功率减小
10. 如图所示为模拟远距离输电的电路，升压变压器 的原、副线圈匝数比 ，降压变压器 的原、副线圈匝数比 ，模拟输电导线的电阻 ， 的负载是规格为“，”的灯泡 。当 的输入电压为 时 正常发光，两个变压器均可视为理想变压器，则 的值为
A. B. C. D.
二、填空题（共4小题；共18分）
11. 年 月 日，世界上第一个公里级别的商用超导电缆在上海市徐汇区正式启用。已知该电缆总长 公里，输送的电流和电压分别为 和 。于是该电缆输电的功率为 。在超导状态下，整根电缆的总电阻不超过 。可知用这根电缆输电时，其损耗功率的上限为 。
12. 水电站给远处山村送电的输出功率 ，用 的电压输电，线路上损失的功率是 ，如果用 的高压输电，线路上损失的功率为 。
13. 发电机的输出电压为 ，输出功率为 。若要保证用户至少获得 的电功率，则输电线电阻不得大于 ；若用一个升压变压器升压至 后进行输电，则输电线电阻不得大于 。
14. 远距离输电时，如果输送电压为 ，输送功率为 ，输电线的电阻为 ，则输电线上损失的功率为 ，损失的电压为 ，用户得到的电压为 ，用户得到的功率为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 有一台交流发电机通过升压和降压变压器（均为理想变压器）给用户供电，已知发电机的输出功率是 ，两端电压为 ，升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，两变压器之间输电导线的总电阻 ，降压变压器的输出电压 。求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线上的功率损失；
（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比 。
16. 有一台内阻为 的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压比为 ，降压比为 ，输电线的总电阻 ，全校共 个班，每班有“，”灯 盏。若保证全部电灯正常发光，则：
（1）输电线上损耗的电功率多大
（2）发电机电动势多大
17. 某条河的河水流量为 ，水流下落的高度为 。现在利用它来发电，设所用发电机的总线率为 ， 取 ，求：
（1）发电机的输出功率；
（2）已知输电导线的总电阻为 ，如果允许输电导线上损耗的功率为发电机输出功率的 ，则需用多大电压输送电能；
（3）导线上的电压损失。
答案
第一部分
1. D
【解析】输电的基本要求是可靠、保质、经济，A错误。由 知，提高输电电压和减小输电线电阻均可减少损失，B 、C错误，D正确。
2. D
【解析】输送的功率一定，根据 ，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，高压输电不会改变交流电的频率以及输电的速度。故ABC错误，D正确。
3. B
【解析】输电线上输送的电流 ，A错；
输电线上损失的电压为 ，B对；
若改用 的电压输电，则输电线上输送的电流 ，输电线上损失的功率 ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为 ，C错；
D项中输电线上损失的功率 、 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D错.
4. A
【解析】由理想变压器输入、输出功率相等可知 ，即 ，A 正确。
输电线上的电压降为 ，B 错。
理想变压器的输入功率 ，C 错。
输电线路上损失的电功率为 ，D 错。
5. B
【解析】根据欧姆定律得，
根据电阻定律得，
解得：，故B正确，A、C、D错误。
6. B
【解析】由于输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，故 不变，故A错误；
当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故B正确；
当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压 不变，则 不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压 减小，故C错误；
当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，根据 ，知 变大，故D错误。
7. D
【解析】通过升压变压器原线圈的电流为 ，输电线路上损失的功率为 ，得输电线上的电流为 ，升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项A错误；升压变压器的输出电压为 ，流过降压变压器原线圈的电流为 ，降压变压器原线圈两端的电压为 ，已知降压变压器的输出电压，即用户电压 ，所以降压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项B错误；输电线上的电压损失约为 ，选项C错误；设可供 盏白炽灯正常工作，则降压变压器的输出功率 ，对于理想变压器有 ，解得 ，所以取 ，选项D正确。
8. C
【解析】根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，得 ，所以 ，发电机的输出功率为 ，所以有 ，输电线中电流为 ，选项A错误；输电线上的电压损失 ，选项B错误；输电线上损失的电功率为 ，选项C正确；，降压变压器原、副线圈的匝数比为 ，选项D错误。
9. A
【解析】 由 改接到 后，升压变压器副线圈匝数增多，根据 知输出电压 升高，即输电电压增大，最终降压变压器的输出电压增大，故电压表的示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压增大，输出电流增大，由理想变压器的变流比公式可知降压变压器的输入电流增大，所以电流表的示数增大，选项B错误；灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率增大，选项C错误；由于输电电流增大，故输电线上损失的功率增大，选项D错误。
10. B
【解析】根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比 ，得 ，则 ；灯泡的额定电流为 ，可知降压变压器副线圈中的电流 ；根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系可知 ，可得 ，则 ；根据理想变压器原、副线圈电流比与匝数比成反比，得 ，得 ；输电线上的电压关系为 ，代入数据得 ，解得 ，选项B正确。
第二部分
11. ；
12.
【解析】线路上损失的功率 ，又
所以 ，代入数据，解得 ，当用 的高压输电时，。
13. ；
【解析】
又
所以
当升压至 时，
所以 .
14. ；；；
【解析】输电线上的功率损失为 ；
电压损失为 ；
用户得到的电压为 ；
用户得到的功率为 。
第三部分
15. （1）
【解析】由升压变压器原、副线圈两端的电压比等于匝数比，有
所以输出电压 。
（2）
【解析】理想变压器的输入功率等于输出功率，有
输电线中的电流
则输电线上的功率损失 。
（3）
【解析】降压变压器的输入电压
所以 。
16. （1）
【解析】根据题意，所有灯都正常工作的总功率为：，
用电器都正常工作时的总电流为：，
两个变压器之间输电线上的电流为，根据 ，解得：，
故输电线上损耗的电功率：。
（2）
【解析】降压变压器上的输入电压：，
输电线上的电压损失为：，
因此升压变压器的输出电压为：。
升压变压器的输入电压为：，
升压变压器的输入电流为：，
发电机的电动势：。
17. （1）
【解析】水由高处流下，重力势能转化为动能，推动水轮机做功，设水的流量为 ，则发电机的输入功率 。
发电机的输出功率 。
（2）
【解析】设输送电压为 ，输电导线上的电流为 ，电阻为 ，损耗的功率为 。
由 得 。
由发电机的输出功率为 ，
可得 。
（3）
【解析】导线上损失的电压为 ，则有
。
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