2019人教版选择性必修第二册 第三章 课时4 电能的输送 同步练习
一、多选题
1.某农用机械集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机,现在用一台柴油发电机通过升压变压器和降压变压器给灾民临时安置区远距离供电,发电机输出功率恒定,如图所示.输电导线的电阻为R,升压变压器输出端可调节,在输电线路中接电流表,降压变压器输出端接电压表,升压变压器和降压变压器均是理想变压器,当P向上移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表读数变大 B.电流表读数变大 C.电流表读数变小 D.输电线损失的功率变大
2.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶l,P是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10 Ω,其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压.下列说法正确的是( )
A.单刀双掷开关与a连接,电压表的示数为4.4V
B.单刀双掷开关与a连接,t=0.01s时,电流表示数为零
C.单刀双掷开关由a拨向b,原线圈的输入功率变大
D.单刀双掷开关由a拨向b,副线圈输出电压的频率变为25Hz
3.下列说法正确的是
A.远距离输电时降低输电电压可减少线路中能耗
B.调谐是指使接收电路产生电谐振的过程
C.核力是强相互作用,可表现为引力,也可表现为斥力
D.阴极射线的本质是原子核的一个中子转变成一个质子时释放出的高速电子
4.如图甲所示,在远距离输电电路中,升压、降压变压器均为理想变压器,电表均为理想电表,发电厂的发电机线圈匝数为100匝,线圈的磁通量随时间变化的关系如图.则
A.原线圈中电压表示数为500V
B.用户端交流电的频率是50HZ
C.当用户端的负载电阻增大时,原线圈中电流表示数增大
D.当用户端的负载电阻增大时,输电线上损失的功率减小
5.某电站用11kV交变电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220kV送电,下面选项正确的是
A.输电线上的电流增为原来的20倍
B.输电线上的电流减为原来的
C.输电线上损失的功率为原来的400倍
D.若要使输电线上损失功率不变,可将输电线的半径为原来的
6.图示为学校配电房向各个教室的供电示意图,T为理想变压器,原副线圈的匝数比为 5:1,原线圈接在U=1100sin100πt (V)的交流电压上.V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表,V2、A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表,R1、R2为教室的负载电阻,V3、A3为教室内的监控电压表和电流表,配电房和教室间有相当长的一段距离,则当开关S闭合后
A.副线圈上交流电的频率为50 Hz,电压表V2的示数为220 V
B.电流表A1、A2和A3的示数都变大
C.电压表V1和V2的示数不变,V3的示数减小
D.副线圈上的功率增加
二、单选题
7.远距离输电时,在输送电功率不变的条件下( )
A.只有增大导线的电阻,才能减小电流,提高输电效率
B.提高输电电压,能减小电流,提高输电效率
C.提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗
D.提高输电电压势必增大输电导线上的电流
8.一小水电站,输出电功率为,输出电压,经理想升压变压器变为2000V电压远距离输送,输电线总电阻为,最后经理想降压变压器降为220V向用户供电。下列说法正确的是( )
A.变压器的匝数比为
B.输电线上的电流为50A
C.变压器的匝数比为
D.输电线上损失的电功率为100W
9.采用220 kV高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的,输电电压应变为( )
A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV
10.理想变压器的原线圈接在电压恒定的交流电源上,此时的原、副线圈的匝数比为5:1,A、B两灯泡的额定电压都为U且正常发光。下列说法正确的是
A.两灯泡的电阻比为1:5 B.两灯泡的功率比为1:25
C.交流电源的电压为6U D.交流电源的电压为10U
11.如图所示为某山区小型电站输电示意图,发电厂发出U1=220sin 100πt(V)的交流电通过变压器升压后进行高压输电,接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电,图中高压输电线部分总电阻为r,负载端的电压表是理想交流电表,下列有关描述正确的是( )
A.若开关S1、S2都断开,则电压表示数为零
B.负载端所接收到交流电的频率为25 Hz
C.深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故
D.用电高峰期灯泡较暗,可通过减少降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度
12.如图所示是远距离输电的电路原理示意图,变压器均为理想变压器并标示了电压和电流,其中输电线总电阻为R,则( )
A.,
B.,
C.,
D.,
13.如图所示为远距离输电示意图,其交流发电机的输出电压U1一定,通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电,升压变压器的输入功率和输出功率分别为P1、P2,降压变压器的输入功率和输出功率分别为P3、P4,输电线的总电阻R一定。下列说法正确的是( )
A.当用户的用电器增多时,U2、U3和U4都增大
B.当用户的用电器增多时,U2、U3和U4都减小
C.当用户的用电器增多时,P1、P2都会增大,输电线上损失的功率会增大
D.当用户的用电器增多时,P3、P4都会增大,输电线上损失的功率会减小
14.如图所示,为远距离输电的示意图,变压器均为理想变压器,升压变压器T1的原、副线圈匝数比为k1,降压变压器的原、副线圈匝数比为.升压变压器原线圈两端接入一电压的交流电源,用户的总电阻为(可视为纯电阻),输电线总电阻为,不考虑其他因素的影响,用户获得的电压为( )
A. B.
C. D.
三、解答题
15.风力发电作为新型环保能源,近年来得到了快速发展,风车阵中发电机输出功率为,输出电压是,用户需要的电压是,输电线电阻为,若输电线因发热而损失的功率为输送功率的,如图所示为此远距离高压输电线路的示意图。求:
(1)用户得到的电功率是多少;
(2)在输电线路中设置的升压变压器原、副线圈的匝数比;
(3)在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比。
16.一座小型发电站的输出功率是20kW,输电线路总电阻是5Ω。
(1)若输电电压是400V,输电线路损耗的功率是多少?
(2)若改用5000V高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,用户得到的电压是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.AC
【详解】
A、由知,当P向上移动时,升压变压器的原线圈匝数不变,副线圈匝数变大,输送电压升高,降压变压器的输入电压和输出电压均变大,电压表示数变大,故A正确;
BC、由,得输电线上电流变小,故C正确,B错误;
D、变小时,输电线损失的功率变小,故D错误;
故选AC.
2.AC
【解析】
由图象可以知道,电压的最大值为311V,交流电的周期为0.02s,所以交流电的频率为50Hz,
A、交流电的有效值为220V,根据电压与匝数成正比可以知道,副线圈的电压为4.4V,所以A正确.
B、当单刀双掷开关与a连接时,副线圈电压为4.4V,所以副线圈电流为0.44A,电流表示数为电流的有效值,不随时间的变化而变化,所以当t=0.01s时,电流表示数为0.44A,故B错误;
C、当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的匝数变小,所以副线圈的输出的电压要变大,电阻R上消耗的功率变大,原线圈的输入功率也要变大,所以C正确.
D、变压器不会改变电流的频率,所以副线圈输出电压的频率为50Hz,所以D错误.
故选 AC
点睛:根据图像可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比即可求得结论.
3.BC
【详解】
A.远距离输电时提高输电电压可减少输电电流,根据可知,可减小线路中能耗,选项A错误;
B.调谐是指使接收电路产生电谐振的过程,选项B正确;
C.核力是强相互作用,可表现为引力,也可表现为斥力,选项C正确;
D.β衰变的本质是原子核的一个中子转变成一个质子时释放出的高速电子,选项D错误。
4.BD
【详解】
A. 发电机电动势的最大值为Em==100××10-2×V=500V,原线圈中电压表示数等于发电机电动势的有效值V,故A错误;
B. 由线圈的磁通量随时间变化的关系图,周期T=0.02s,频率f=1/T=50Hz,故B正确;
C.设原线圈输入电压和电流分别为U1和I1,升压变压器匝数比为1:n1,降压变压器匝数比为n2:1,线路电阻为R线,负载电阻为RL,则,得,当用户端的负载电阻增大时,输入电压U1不变,电流表示数即输入电流I1将减小,故C错误;
C. 当用户端的负载电阻增大时,输电线上的电流I=I1/n1也减小,输电线损耗功率P线=I2R线将减小,故D正确.
故选:BD
5.BD
【解析】根据P=UI得,,输送功率一定,输送电压变为原来的20倍,则输送电流变为原来的,故A错误,B正确。根据,因输送电流变为原来的,则损失的功率变为原来的,故C错误。输送电流变为原来的,根据,要使输电线上的功率不变,电阻变为原来的400倍,根据,半径变为原来的,故D正确;故选BD。
【点睛】根据P=UI,结合输送电压的变化求出输电线上电流的变化.根据求出损失功率的变化.
6.ACD
【分析】
抓住原线圈的输入电压不变,结合输出端总电阻的变化得出输电线上电流的变化,从而得出电压损失的变化,根据输出电压不变,得出用户端电压的变化,从而得知通过负载电阻电流的变化.抓住输电线上电流的变化,根据原副线圈电流比等于匝数之反比求出原线圈中电流的变化.
【详解】
A.原线圈接在U=1100sin100πt (V)的交流电压上,所以交流电的频率为
由电压之比等于匝数正比即
解得:
故A正确;
BC.当开关闭合后,副线圈的总电阻变小,由于升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,即U2不变,可知输电线中的电流增大,即A2增大,则输电线上损失的电压增大,可知用户端得到的电压减小,即U3减小,所以通过R1的电流减小,即A3减小,副线圈中电流决定原线圈中的电流,根据知,原线圈中的电流I1增大,所以A1示数增大,故B错误,C正确;
D.由B、C项分析可知,原线圈中的电流I1增大,原线圈中电压不变,所以功率变大,所以副线圈上的功率增加,故D正确.
故选ACD.
【点睛】
解决本题的关键知道输入电压决定输出电压,输出电流决定输入电流,输出功率决定输入功率.
7.B
【详解】
在输出功率一定时,由P=UI知,当U增大时,I减小,输电导线损耗的功率P损=I2R将变小,当输电线上的电阻减小时,输电线线损耗的功率P损=I2R将变小,输电效率增加。
故选B。
8.D
【详解】
A.升压变压器T1的输入电压为U1=400V,输出电压为U2=2000V,由变压器的电压匝数关系可得
A错误;
B.理想变压器不改变功率,故升压变压器T1的输出功率为P0=20kW,可知输电线上的电流为
B错误;
C.降压变压器T2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压,即为
由变压器的电压匝数关系可得
C错误;
D.输电线上损失的电功率为
D正确。
故选D。
9.C
【详解】
本意考查输电线路的电能损失,意在考查考生的分析能力.当输电功率P=UI,U为输电电压,I为输电线路中的电流,输电线路损失的功率为P损=I2R,R为输电线路的电阻,即P损=.当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的,则输电电压为原来的2倍,即440V,故选项C正确.
点睛:本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失,解题时要根据输送电功率不变,利用输电线路损失的功率P损=I2R解题.
10.C
【详解】
.AB由原、副线圈的匝数比为5:1可知,原副线圈中的电流之比为1:5,即两个灯泡中的电流之比也为1:5,又因为额定电压相同,所以电阻之比为5:1,功率之比为1:5,AB错误;
CD.由于两线圈的匝数比为5:1,所以原线圈两端的电压为5U,又因为A灯泡两端的电压也为U,所以交流电源的电压为6U,C正确,D错误。
11.C
【分析】
本题考查了远距离输电、变压器、电路的动态变化的分析,由部分电路的变化确定总电路的变化的情况,再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法.
【详解】
A.、都断开时变压器空载,副线圈两端有电压,电压表示数不为零,故选项A错误;
B.变压器不能改变频率,故负载端交流电的频率还是,故B选项错误;
C.深夜大部分用户已关灯,干路中电流减小,线路损耗也减小,用户得到的电压较高,故此时开灯就较亮,故选项C正确;
D.用电高峰时,负载增多,负载电阻减小,干路中电流增大,因此输电线损耗电压增大,导致降压变压器的输入电压降低,为提高负载电压,可增大降压变压器的副线圈的匝数,使输出电压提高,故选项D错误.
12.D
【详解】
A.变压器的输入功率等于输出功率,则
导线上的电流
选项A错误;
BC.由于导线中有功率损失,则
选项BC错误;
D.因I2=I3,则
选项D正确。
故选D。
13.C
【详解】
理想变压器的变压比
因为U1、 n1、n2均不变,则U2不变,当用户的用电器增多时,P4增大,根据变压器输出功率决定输入功率,有P3增大,升压变压器的输入功率P1和输出功率P2也都增大,根据
则I2增大,则
增大,所以由
得出U3减小,所以U4也减小;经以上分析知当用户的用电器增多时 P4增大,I2增大,所以由
得输电线上损失的功率也增大,故C正确。
故选C。
14.D
【详解】
升压变压器两端电压的有效值为;升压变压器副线圈两端的电压为;输电线路上损失的电压为△U=I 2r故降压变压器原线圈的电压为U3=U2-△U;在降压变压器次级两端电压即用户得到的电压:,则降压变压器次级电流,则初级电流即输电线上的电流:;联立解得 .故ABC错误,D正确;故选D.
15.(1)96kW;(2);(3)
【详解】
(1)输电线损失的功率
用户得到的功率
(2)输电线损失的功率
输电线电流
升压变压器输出电压
升压变压器原、副线圈匝数比
(3)电压损失
降压变压器原线圈输入电压
降压变压器原、副线圈匝数比
16.(1)12.5kW;(2)226.4V
【详解】
(1)根据
解得输电线上的电流强度为
输电线路损耗的功率为
P损=I2R
解得P损=12.5kW
(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为
用户端在变压器降压前获得的电压
根据
可知用户得到的电压为
代入数据解
【点睛】
本题考查的是电能的输送,要求出输电线上损耗的电功率,必须先求出输电电流,根据输电功率与输电电压可求出输电电流,要求出用户得到多少电压,需要先求出电线上损耗的电压,然后用输送电压减去损耗电压既得。
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