鲁科版高中物理选择性必修第二册第3章第4节电能的远距离输送同步练习（word版含答案）

2019鲁科版高中物理选择性必修第二册 第3章 第4节 电能的远距离输送 同步练习
一、单选题
1．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是(　　)
A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B．由P＝IU，应低电压小电流输电
C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D．上述说法均不对
2．一交流发电机输出电压为，加在匝数比为1：n的理想升压变压器的原线圈上，变压器的副线圈通过总电阻为R的输电线向用户供电，若发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为（　　）
A． B． C． D．
3．2008年1月下旬以来，我国南方遭遇50年未遇的雨雪冰冻灾害．新华网长沙1月26日电，马路上的冰层坚硬如铁、光滑如玻璃，高压电线覆冰后有成人大腿般粗，为清除高压输电线上的凌冰，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△P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9△P，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
4．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1：n2=n4：n3．当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是
A．用户的电压U4增加
B．恒有U1：U2=U4：U3
C．输电线上损耗的功率减小
D．发电机的输出功率不变
5．如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（　　）
A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大
B．当用户的用电器增多时，P1变大，P3减小
C．输电线上损失的功率ΔP＝
D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比
6．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．
7．如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器的原、副线圈匝数比为，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中为一定值电阻，用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表显示加在报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为．下列说法中正确的有（ ）
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为
B．远距离输电线路损耗功率为
C．当传感器所在处出现火警时，电压表的示数变大
D．当传感器所在处出现火警时，输电线上的电流变大
8．随着我国远距离高压输电网络的迅猛发展，我国正在研究比还要高的多的电压进行输电，采用高压输电的优点是（ ）
A．可加快输电的速度
B．使我们的家庭生活用电获得高压
C．可以根据需要调节交变电流的频率
D．有利于减少输电线上的能量损失
9．“中国速度”在新冠肺炎疫情面前再一次被激发，10天建成火神山医院，通过验收并按时移交。火神山医院安装有24台箱式变压器，铺设电力电缆达10千米.发电站利用输电线路远距离向医院输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则（　　）
A．输电线上损失的电压减少到原来的
B．输电线上损失的电压减少到原来的
C．输电线上损失的电能减少到原来的
D．输电线上损失的电能不变
10．从发电站输出的功率为 220kW,输电线的总电阻为 1Ω,分别用110V 和 110KV两种电压输电.两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为( )
A．1000：1 B．1：1000 C．106：1 D．1：106
11．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时 (　　)．
A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大
D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流
12．如图为某发电站电能输送电路示意图，已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变，若用户电阻R0减小，下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出功率减小
B．输电线上的功率损失减小
C．用户得到的电压减小
D．输电线输送电压减小
二、多选题
13．如图所示，理想变压器原线圈两端的输入电压为220V，副线圈两端接有两只标有“12V，24W”字样的灯泡，当开关S1和S2都闭合时，两灯泡均正常发光．下列说法中正确的是（ ）
A．该变压器原、副线圈的匝数之比应为55：3
B．该变压器原、副线圈的匝数之比应为3：55
C．将开关S1断开，则通过该变压器原线圈的电流将变小
D．将开关S1断开，则该变压器原线圈的输入功率将变大
14．如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示。远距离输电线的总电阻为100 Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器两端的电压（报警器未画出），未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法中正确的是
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz
B．远距离输电线路损耗功率为180 kW
C．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变小
D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小
15．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U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。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I2。则
A．用户端的电压 B．输电线上的电压降为U
C．输电线路上损失的电功率为 D．输电线路上损失的电功率为I1U
16．图示为远距离输电的简化电路图，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，变压器均为理想变压器．发电机的输出电压的有效值及输电线的总电阻r均不变，在用电高峰期，发电机输出功率将增大，下列说法正确的是（　　）
A．n1＞n2
B．n3＞n4
C．用电高峰期输电线上损耗的功率减小
D．用电高峰期用户消耗的功率占发电机输出总功率的比例减小
17．中央电视台某节目多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，不利于国家扶贫政策的展开，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格， 某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则下列说法正确的是(　 　)
A．输电线上的电流 B．输电线上的电流
C．输电线上损失的功率 D．输电线上损失的功率
18．图（甲）为手机及无线充电板,图（乙）为充电原理示意图．充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电．为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，总电阻（含所接元件）为R，若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B1增加到B2．下列说法正确的是（ ）
A．在t1到t2时间内，c点的电势高于d点的电势
B．在t1到t2时间内，受电线圈通过的电量为
C．若只增加送电线圈匝数，可使c、d之间的电压减小
D．受电线圈中的电流大小与交流电的频率无关
19．在如图所示的远距离输电电路图中，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，在用电高峰期，随着用电器的增加，下列说法中正确的有（　　）
A．升压变压器的输出电压增大
B．升压变压器初级线圈中的电流变大
C．输电线上损耗的电压增大
D．输电线上损耗的功率增大
20．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电压为250V，升压变压器原、副线圈的匝数比是，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器，当发电机的输出电功率为时。下列说法正确的是（　　）
A．远距离输电损失的电压160V
B．远距离输电损失的功率为640W
C．降压变压器原、副线圈的匝数比
D．若用户用电器增多则降压变压器输出电压增大
三、解答题
21．如图所示为由一个原线圈n1和两个副线圈n2、n3组成的理想变压器,已知n1∶n2∶n3=4∶2∶1,电阻R=3Ω,副线圈n2接2个“6 V, 6 W”灯泡,副线圈n3接4个3 W的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率.
22．图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知电压表的示数为10V，两个定值电阻R的阻值均为5Ω。求：
(1)变压器原、副线圈的匝数比；
(2)开关S闭合前，电流表的示数；
(3)开关S闭合后，变压器的输入功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
由功率P＝U2/R，应降低输电电线的分压，减小导线电阻，公式中的U应该为输电导线损失的电压，A错；由公式P=UI,U也是指输电导线损失的电压，I为输电电流，所以利用此公式，应该是减小输电损失的电压，减小输电电流，B错；输电损失的功率就是热功率，由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流，所以只有C对，其余均错．
思路分析：根据公式中字母表示的物理量的物理意义；找到合适的公式进行解析．
试题点评：考查对远距离输电能量损失的计算
2．D
【解析】
【详解】
根据正弦交流电的基本规律可知输入电压
根据理想变压器的变压规律，记输出电压为则有
得
根据
输电线上的电流
输电线上消耗的功率
故D正确，ABC均错误。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
试题分析：根据，可以求出输电线上的电流；根据P=I2R可以求出输电线上损失的电功率．
解：A、高压线上的热耗功率为：△P=I2R线…①
若热耗功率变为9△P，则有：9△P=I′2R线…②
由①②得I′=3I，所以A正确，B错误．
C、又输送功率不变，由P=UI=U′I′得U′=U，所以CD错误．
故选A
【点评】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压．
4．B
【解析】
【详解】
A．当用户的功率增大时，并联的用电器增多，出现用电高峰，导线上的电压损失变大，则各用电器电压下降，选项A错误；
B．因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则
因为
n1：n2=n4：n3
所以
U1：U2=U4：U3
选项B正确；
C．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，由
可知输电线上的损耗功率增大，选项C错误；
D．发电机的输出功率等于用户消耗的功率与输电线上损失的功率的和，发电机的输出功率变大，选项D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
ABC．当用户的用电器增多时，用户消耗的功率变大，P4变大，P3变大，用户电流变大，输电线上电流变大，电压损失U损变大，根据
＝
可知U2不变，根据
＝
可知U4变小，而输电线上损失的功率
ΔP＝
故ABC错误；
D．要减小线路的损耗，应增大升压器的匝数比，输电电压变大，在输送功率一定的条件下，输电线电流减小，T2输入电压变大，要用户得到额定电压，同时应增大降压变压器的匝数比，故D正确。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
用户得到的功率，故选B
7．D
【解析】
【详解】
由图乙知交流电周期为，则频率为，故A错误；升压变压器输入端的有效值为，则，升压变压器的输入功率为，则远距离输电线路上的电流为，所以损失的功率为，故B项错误；当传感器所在处出现火警时，温度升高，阻值变小．原副线圈匝数比不变，电压不变．所以副线圈电流变大，电阻的分压变大，上的分压变小，即电压示数变小，故C选项错误；由C项的分析可知，当传感器所在处出现火警时，副线圈的电流变大，因为电流与匝数成反比，副线圈电流变大，原线圈电流也变大，故D项正确；故选D．
点睛：解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系．
8．D
【解析】
【详解】
试题分析：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，故D正确，A、B、C错误．
考点：远距离输电
【名师点睛】解决本题的关键掌握输送功率与输电电压和输电电流的关系，以及知道．
9．B
【解析】
【详解】
AB．输送的功率一定，根据
可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n倍，则电流减小到原来的，根据
可知输电线上损失的电压减少到原来的，故A错误，B正确；
CD．根据
可知输电线上损失的功率减少到原来的，则输电线上损失的电能减少到原来的，故CD错误。
故选B。
10．A
【解析】
【详解】
输电线路上电流；损失的电压；故采取不同电压输电损失的电压之比为，故BCD错误，A正确．
11．C
【解析】
【详解】
晚上七、八点钟用电高峰时开灯，由于负载增多，各个负载是并联，则总电阻减小，根据欧姆定律，输电线上的电流增大，输电线上损失的电压变大，由于照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，所以用电高峰时用户获得的电压减小，每盏灯两端的电压较低．故C正确，ABD错误．
故选C.
12．C
【解析】
【分析】
根据用户电阻的变化，得出降压变压变压器输出功率的变化，根据输出功率决定输入功率，得知发电机输出功率的变化；由输电线上损失的功率变化，得出输电线电流变化；由发电机的输出电压和升压变压器原、副线圈的匝数比不变，可得出输电线输送电压的变化.
【详解】
若用户电阻减小，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大，故A错误；若用户电阻减小，降压变压器输出功率增大，导致输电线上电流增大，输电线上损失的电压增大，输电线上的功率损失增大，故B错误；输电线上损失电压增大，降压变压器原线圈输入电压减小，由于降压变压器原、副线圈匝数比不变，降压变压器副线圈输出电压（即用户得到的电压）减小，故C正确；根据题给发电机的输出电压不变，升压变压器的原线圈输入电压不变，由于升压变压器原、副线圈匝数比不变，则输电线上输送电压不变，故D错误；故选C．
【点睛】
解决本题关键知道：1、原、副线圈电压比、电流比与匝数比的关系；2、升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系；
13．AC
【解析】
【详解】
试题分析：输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．
理想变压器原线圈输入电压为，两灯泡均正常发光，则副线圈输出电压为，根据理想变压器电压与匝数成正比得：原副线圈的匝数比为，故A正确B错误；将开关断开，则副线圈电流减小，根据电流之比等于线圈的匝数倒数比可知，原线圈电流也减小，根据可知，原线圈电压不变，电流减小，则变压器原线圈的输入功率将变小，C正确D错误．
14．AC
【解析】
【详解】
A．由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，变压器不改变频率，A正确；
B．由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V，所以输电线中的电流为：
I＝＝30A，
输电线路损耗功率为：
ΔP＝I2R＝90kW，
B错误；
D．当传感器R2所在处出现火警时，其阻值减小，负载总电阻减小，升压变压器的输入功率增大，输电线上的电流增大，D错误；
C．输电线的电流增大，所以输电线电压损失增大，降压变压器副线圈两端电压减小，副线圈中的电流增大，R1两端的电压增大，故电压表的示数减小，C正确。
故选AC。
15．AC
【解析】
【详解】
A．根据变压器输入功率等于输出功率相等可得
解得用户端的电压
选项A正确；
B．输电线上的电压降为U-U1，选项B错误；
C．根据焦耳定律可知，输电线路上损失的电功率为，选项C正确；
D．输电线路上损失的电功率为I1U-I1U1，选项D错误；
故选AC.
16．BD
【解析】
【详解】
A、升压变压器中原副线圈的电压，根据可得，故A错误；
B、降压变压器原副线圈中的电压，根据可得，，故B正确；
C、用电高峰期时，降压变压器副线圈中的电流增大，故输电线路上的电流增大，根据可知，损失的功率增大，故C错误；
D、用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，不变，所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小，故D正确．
点睛：通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中，提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率；求出用户消耗功率占输出功率的比例表达式，通过输电线上电压的损失求出比例的变化．
17．BC
【解析】
【分析】
根据输电功率和输电电压，根据P=IU可求解输电电流；根据P=I2R求解导线上的功率损失．
【详解】
因为输电总功率，输电电压，输电电流满足，则输电电流，A错误，B正确；输电线上损失的功率为输电线上的热功率，即，故C正确，D错误．故选BC.
18．BCD
【解析】
【详解】
根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可得：，根据欧姆定律可得：，通过的电荷量为：，联立可得：，故B正确；若只增加送电线圈匝数，相当于增大变压器的原线圈匝数，所以c、d之间的电压减小，故C正确；受电线圈是通过电磁感应获得能量的，所以受电线圈中的电流大小与交流电的频率无关，故D正确．
故选BCD．
19．BCD
【解析】
【详解】
A．因为发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，因此升压变压器的输出电压不变，故A错误；
B．发电厂的输出功率变大，升压变压器的输出电压不变，因此通过升压变压器原线圈的电流变大，故B正确；
C．在用电高峰期，随着用户耗电量的增大，发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，但升压变压器的输出电压不变，根据
可知输电线的电流增大。根据
可知输电线的电压损失增大，故C正确；
D．根据
又因为输电线上的电流增大，但电阻不变，因此输电线上的功率损耗增大，故D正确。
故选BCD。
20．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．输送电压为
输送电流为
所以损失的电压为
A正确；
B．远距离输电损失的功率为
B错误；
C．降压变压器的输入电压为
降压变压器原、副线圈的匝数比
C正确；
D．若用户用电器增多，用户的电功率大时，输电线中电流也增大，线路损失的电压增多，降压变压器初级电压减小，则用户的电压会减小，故D错误；
故选AC。
21．36W
【解析】
【详解】
由于是理想变压器，所以有 ，所以 ，又 ，所以 ，所以原线圈中的电流为 ，所以电阻R消耗的功率为 ，故电源的输出功率为 ．
22．(1)=；(2)I1=0.1A；(3)P1=40W
【解析】
【详解】
(1)原线圈输入电压有效值
U1==200V
原副线圈的匝数比
=
解得
=
(2)开关闭合前，负线圈电流
I2==2A
由变压器原副线圈电流关系
解得电流表示数
I1=0.1A
(3)开关S闭合后，负载电阻
R并==2.5Ω
负载消耗功率
P2==40W
由理想变压器输入功率等于输出功率得变压器输入功率
P1=P2=40W
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