3.4电能的输送同步练习(Word版含答案)

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名称 3.4电能的输送同步练习(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 320.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-11 14:43:07

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文档简介

3.4 电能的输送 同步练习
一、单选题
1.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为4:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(  )
A.原线圈的输入功率为275W
B.电流表的读数为5A
C.电压表的读数为V
D.副线圈输出交流电的频率为50HZ
2.如图所示四个电路,能够实现升压的是
A. B.
C. D.
3.特高压输电技术已成为继高铁、核电之后中国在世界范围内的第三张高科技名片。如图为特高压远距离输电示意图,变压器为理想变压器,特高压输电电压U保持不变,输电线路的等效电阻为R0,用户电路为纯电阻电路,总电阻为R,当R变小时,不考虑其他因素的影响,则下列说法正确的是(  )
A.变压器原线圈中的电流变小
B.变压器输出端的电压变大
C.用户获得的功率一定变大
D.输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值变大
4.远距离输电原理图如图所示,原线圈输入电压及输电功率恒定,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,当S由2改接为1时,下列说法正确的是(  )
A.电压表读数减小
B.电流表读数增大
C.输电线上损耗的功率减小
D.用户的功率减小
5.下列叙述中正确的是(  )
A.沿着磁感线方向磁感应强度越来越小
B.远距离输电采用高压输电可以降低输电线上电压损失
C.某点磁感应强度的方向,跟放在该点的通电导线所受安培力方向一致
D.由磁感应强度定义式知,B随着通电导线所受磁场力F的增大而增大
6.“西电东送”工程中为了减少输电损耗,必须提高输电电压.从洪家渡水电站向华东某地输送电的功率为106kW,输电电压为100万伏,输电线电阻为100 Ω,若采用超导材料作为输电线.则可以减少输送损耗功率为(  )
A.1010W B.108W C.1010kW D.108kW
7.远距离输电模型如图所示,升压变压器、降压变压器均是理想的,原副线圈的匝数分别为n1、n2和n3、n4。升压变压器输出电压为U,输出电流为I,两条输电线的总电阻为r,降压变压器的输入电压为U1,设用户为纯电阻负载。则(  )
A.用户消耗的电功率为IU1 B.用户消耗的电功率为IU
C. D.
8.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.0.4倍 B.0.32倍
C.0.2倍 D.0.16倍
二、多选题
9.某大型光伏电站的功率是500kW,电压为12V,送往外地时,先通过逆变器(作用是将直流电压转变为高频的高压交流电)转化为220V的交流电(转化效率为80%),然后经变压器I升压为20000V,通过总电阻为R=20Ω的输电线路送往某地,再经变压器II降为220V,电压供用户使用,下列说法正确的是( )
A.变压器II的原、副线圈匝数比为1000:11
B.变压器I的原、副线圈匝数比为11:1000
C.用户最多可使用的功率为392kW
D.用户负载越多,线路上损耗的功率越小
10.我国“西电东送”采用高压直流输电,继三峡至常州500kV直流输电工程后,又实现了三峡至广东的500kV直流输电工程.这种输电方式是在高压交流远距离输电的基础上,增加了把交流变为直流的“整流”设备,用户端用专用的”逆变”设备把直流变为交流关于高压近距离直流输电,下列说法正确的有( )
A.“整流”设备应放在升压变压器后,而“逆变”设备放在降压变压器前
B.有利于消除输电线路中感抗和容抗的影响
C.可以实现不同频率的交流电网络之间的电力传输
D.高压远距离直流输电对输电线路绝缘性能无要求
11.某小型发电站的发电功率是20 kW,发电机的输出电压为380 V,输电电压为5 000 V,输电线路总电阻是6 Ω,用户端的降压变压器原、副线圈的匝数比为22∶1,则下列说法正确的是(  )
A.用户端得到的电压约为226 V
B.输电线路的升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶22
C.若发电站的发电功率提高到40 kW,则用户端获得的电压会加倍
D.采用380 V低压输电和采用5 000 V高压输电,输电线路损耗的功率之比约173∶1
12.某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示.发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电,用户用电器(均看作纯电阻元件)的总电阻为R,变压器均为理想变压器,图乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则( )
A.发电机输出交流电压的有效值为220V
B.用电器上交流电的频率是50Hz
C.当R减小时,输电线的电流减小
D.当R减小时,输电线上损失的功率增大
13.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电.已知输电线的总电阻为,降压变压器的原、副线圈匝数之比为,降压变压器副线圈两端交变电压,降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器,电流表和电压表均为理想电表,则以下说法正确的是
A.电压表的示数为
B.电流表的示数为
C.输电线上损失的功率为
D.发电机的输出功率为
14.在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损失的电功率(  )
A.随输电线电阻的增大而增大
B.和输送电压的平方成正比
C.和输电线上电压降落的平方成正比
D.和输电线中电流强度的平方成正比
三、解答题
15.如图所示,某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给用户,输电站输出功率是100 kW,输出电压是250 V,升压器原副线圈的匝数之比为1∶25,输电线上功率损失为4%,用户所需电压为220 V,求输电线的电阻和降压变压器的匝数比是多少?
16.如图所示,正弦交流电通过理想变压器对负载供电,当负载电阻R1=4Ω时,变压器输入功率是P1=25W;当负载电阻R2=16Ω时,变压器输入电流I2=0.25A。除了负载,其他电阻不计,求∶
(1)理想变压器的输出电压;
(2)变压器的原、副线圈匝数之比。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
C.电表的读数均为有效值,原线圈两端电压有效值为220V,由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比,可知副线圈两端电压有效值为55V,电压表的读数为55V,C错误;
A.根据可知流过电阻R的电流为5A,所以负载消耗的功率为
P2=I2U2=275W
根据能量守恒可知,原线圈的输入功率为275W,A正确;
B.由理想变压器原、副线圈电流与线圈匝数成反比可知,电流表的读数为1.25A,B错误;
D.由交变电压瞬时值表达式可知,ω=π rad/s,周期T=2s,频率为f=0.5Hz,选项D错误。
故选A。
2.D
【解析】
【详解】
变压器只能对交变电流变压,不能对直流变压,故A、B错误.由于电压与线圈匝数成正比,所以D能实现升压.
故选D.
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.将负载电阻等效在原线圈电路的变压器输入端,等效电阻为
对原线圈和电源构成的闭合电路,由欧姆定律有
因R变小,则变小,而U不变,则变压器原线圈中的电流变大,故A错误;
B.根据原线圈电路可知,等效电阻的电压为
因电流变大,则变小,根据变压器两端的电压比等于匝数比,可知变压器输出端的电压 变小,故B错误;
C.因与R0的阻值关系未知,则减小时,其功率的变化不能确定,即用户获得的功率不一定变大,故C错误;
D.由等效电路可知
则变小时,其比值变大,故D正确。
故选D。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
B.原线圈输入电压及输电功率恒定,当S由2改接为1时,根据
U2=U1
升压变压器副线圈匝数n2 增大,则U2增大,由于
U1I1=U2I2
则升压变压器副线圈电流I2减小,所以电流表读数减小,B错误;
A.线路损失的电压
ΔU=I2R线
减小,则降压变压器原线圈的电压
U3=U2-ΔU
增大,则降压变压器副线圈的电压
U4=U3
增大,所以电压表的读数增大,A错误;
C.输电线上损耗的功率
ΔP=
由于升压变压器副线圈电流I2 减小,所以输电线上损耗的功率减小,C正确;
D.用户的功率
P4=P1-ΔP
输电线上损耗的功率减小,所以用户的功率增大,D错误;
故选C。
5.B
【解析】
【详解】
A.磁感应强度的大小看磁感线的疏密,而不是看磁感线的方向,故A错误;
B.在远距离输电过程中,输电线上电压损失
在P一定的情况下,随着U的增大,ΔU减小,故B正确;
C.某点磁感应强度的方向,跟放在该点的通电导线所受安培力方向不相同,它们之间的关系可以用左手定则进行判断,故C错误;
D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,与通电导线所受磁场力F无关,故D错误。
故选B。
6.B
【解析】
【详解】
输送的电功率为,输电电压为100万伏,故输送电流为:;
功率损耗:
若改用超导材料作为输电线,电功率损耗减小为零;
故可减少电损耗的功率为:,故选项B正确,ACD错误.
点睛:本题关键是明确高压输电的原理,根据公式求解传输电流,根据公式求解功率损耗.
7.A
【解析】
【详解】
AB.因是理想变压器,则其输入功率与输出功率相等,用户消耗的电功率为
故A正确,B错误;
CD.要是用户得到220V的电压,故必须先经过升压变压器,在经过降压变压器,则有
故C、D错误;
故选A。
8.C
【解析】
【分析】
电能的耗损主要指的是电流的热效应而产生的,输电功率不变,输电线的电阻不变,要减小输电线路上的电能损失,必须通过增大电压的办法来减小电流,从而减少电能的耗损.
【详解】
传输功率不变,改造前,输电线中的传输电流为:
电功率损耗为:
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:
联立以上各式解得:
△P′=0.2△P
故C正确.
【点睛】
本题考查减小输电线路电功率损失的方法,此题与我们的日常生活联系比较紧密,是这几年中考出题的一个新的方向.我们在日常生活中要养成勤于观察、勤于思考的好习惯.
9.BC
【解析】
【详解】
AB、直流电转变为交流电后的功率为
根据 可得:
电线上损失的电压为


得:,故A错;B对;
C、回路中损失的功率为 ,所以用户得到的功率为 ,故C正确
D、根据电路中输入功率等于输出功率可知当用户负载越多,线路上损耗的功率越大,故D错误;
故选BC
10.ABC
【解析】
【详解】
A项:变压器只对交流电起到变压的作用,故“整流”设备应放在升压变压器后,而“逆变”设备放在降压变压器前,故A正确;
B项:高压恒定的直流输电消除了输电线中感抗和容抗的影响,故B正确;
C项:直流电无频率,所以可实现不同频率的交流电网络之间的电力传输,故C正确;
D项:高压直流输电没有降低输电线路绝缘性能的要求,故D错误.
11.AD
【解析】
【详解】
A.根据题意可知,输电线上的电流,所以降压变压器输入电压:,根据变压器原理可知用户端得到电压:,A正确.
B.根据变压器原理:,B错误.
C.若发电功率提高到40 kW,,所以降压变压器输入电压:,根据变压器原理可知用户端得到电压:,C错误.
D.输电线电流:,输电线功率损失:,所以,代入数据可得两次损耗功率之比约为173:1,D正确.
12.ABD
【解析】
【详解】
由图象可知交流电压的最大值为,因此其有效值为U=220V,选项A正确;有图象可知交流电的周期,即,选项B正确;当用户用电器的总电阻减小时,用户的功率增大,降压变压器的输出功率增大,则输入的功率增大,输电线上的电流增大,输电线上损失的功率增大,选项C错误;选项D正确;故选ABD.
13.AC
【解析】
【详解】
A、因降压变压器副线圈两端交变电压为,则副线圈电压有效值为.由知流过电阻的电流,因变压器工作原理知变压器原、副线圈两端电压、电流分别与匝数的关系为:和.由此知降压变压器原线圈两端电压,有,故;降压变压器原线圈中流过的电流,有,故.则电压表示数,故A选项正确;B、由选项A分析知电流表的示数即流过的电流大小,故,故B选项错误;C、输电线上损失的功率,故C选项正确;D、发电机的输出功率,故D选项错误.故选AC.
【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系:电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,最大值和有效值之间的关系即可解决本题.
14.ACD
【解析】
【分析】
【详解】
输电线上损失的电功率为
则在输电线上损失的电功率与输电线的电阻成正比,和输电线中电流强度的平方成正比,所以AD正确;
根据
则在输电线上损失的电功率和输电线上电压降落的平方成正比,所以B错误;C正确;
故选ACD。
15.15.6Ω 300:11
【解析】
【详解】
根据 得升压变压器副线圈两端电压U2=U1=6250V
副线圈的电流 I2==16A
输电线电阻R上损失的功率为I22R=4%P
则R==15.6Ω
降压变压器原线圈的电压为:U1′=U2-I2R=6×103V
则降压器上原、副线圈的匝数比:.
16.(1)10V;(2)5∶2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)接上R1=4Ω负载时,有
得变压器的输出电压
(2)换上负载R2=16Ω时,负线圈的电流
此时根据原、副线圈电流关系可得原、副线圈匝数之比
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