3.4 电能的输送 同步练习题 (word版含答案)

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名称 3.4 电能的输送 同步练习题 (word版含答案)
格式 doc
文件大小 618.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-18 23:12:35

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文档简介

3.4 电能的输送
一、单选题
1.以下关于电能输送的分析,正确的是(  )
A.由公式P=知,输电电压越高,输电线上功率损失越大
B.由公式P=知,输电导线电阻越大,输电线上功率损失越大
C.由公式P=I2R知,输电电流越大,输电导线上功率损失越小
D.由公式P=UI知,输电导线上的功率损失与电流成正比
2.“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证,它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量,需要采用高压输电,在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下,将输送电压提高到原来的10倍,则输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的(  )
A. B. C. D.
3.如图所示为从发电厂到用户的远距离输电示意图,两变压器均视为理想变压器。升压变压器的原、副线圈匝数分别为和,,降压变压器的原副线圈匝数分别为和,且。发电厂输出按正弦规律变化的交流电(输出电压最大值一定),输电线总电阻为,用户总电阻为,下列判断正确的是(  )
A.升压变压器的输入电压和用户得到的电压相等
B.发电厂的输出功率不随用户电阻的变化而变化
C.如果值变大,其他参数不变,用户得到的电压增大
D.如果用户电阻增大,输电线上损失的功率可能增大
4.某水电站,用总电阻为5Ω的输电线给940km外的用户送电,其输出电功率是3×106kW。现用500kV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1×105A
B.输电线上损失电压为300kV
C.该输电系统的输电效率为96%
D.若改用10kV电压输电,则输电线上损失的功率为4.5×108kW
5.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin100πt(V),则下列说法正确的是(  )
A.当t=s时,c、d间的电压瞬时值为110V
B.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22V
C.当单刀双掷开关与a连接时,滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均减小
D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均减小
6.下图为远距离输电的示意图,T1为升压变压器,原、副线圈匝数分别为n1、n2,T2为降压变压器,原、副线圈匝数分别为n3、n4,输电线的等效电阻为R。若发电机的输出电压不变,则下列叙述正确的是(  )
A.只增大T1的原线圈匝数n1,可减小R消耗的功率
B.若,则电压表V1和V2的示数相等
C.当用户总电阻减小时,R消耗的功率增大
D.当用户总电阻减小时,电压表V1和V2的示数都变小
二、多选题
7.一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V,经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1 kΩ。到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则(  )
A.T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A
B.T2原、副线圈电压分别为2×105 V和220 V
C.T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1
D.有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光
8.如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器,两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10:1和1:10,各互感器和电表均为理想的,则下列说法正确的是(  )
A.两互感器均起到降压作用
B.若电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则线路输送电功率为220kW
C.若保持发电机输出电压U1一定,仅将滑片Q下移,则输电线损耗功率减少
D.若发电机输出电压U1一定,若用户数增加,为维持用户电压U4一定,可将滑片P上移
9.输送的功率为P,输送电压为U,输电线电阻为R,用户得到的电压为U′,则以下说法正确的是(  )
A.输电线损失的功率为 B.输电线损失的功率为
C.用户得到的功率为 D.用户得到的功率为
三、填空题
10.发电机的输出电压为250V,输出功率为10kW,通过变压比为1:10的升压变压器升压后向外输电,则输电电流为_______A,若输电线的总电阻为25Ω,则用户得到的实际功率为________kW。
11.我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源,西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道,云南大朝山在2005年可建成100万千瓦的水力发电站.设电站输出电压为25万伏,则输电线上的电流是___________A.如输电线总电阻为40 Ω,则电流通过输电线时,在输电线上发热消耗的功率为_________ kW.如将输出电压升高到100万伏,则输电线上发热消耗的功率为________kW.根据以上数据得出你认为合理的输电方法是________________.
四、解答题
12.发电机输出功率为40 kW,输出电压为400 V,用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电,输电线的总电阻为5 Ω,然后再用降压变压器将电压降为220 V供用户使用,求:
(1)输电线上损失的电功率是多少;
(2)降压变压器的匝数之比是多少。
13.一台 的发电机发出的电,如果采用的超高压输电,假如两条输电线每千米的电阻是,那么电流在的距离上将损耗多少热功率?输电距离为时,输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率的百分之几?
14.风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展。已知某风车阵的发电机输出功率P=100kW,输出电压U1=250V,户需要的电压是U4=220V,输电线电阻R线=10 ,此输电线路的示意图如图所示,在输电线路中升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶20。求输电线路中降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。
15.将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术,光伏发电技术的原理是将太阳能直接转换为电能(直流电)后,再利用逆变器转换为交流电供用户使用或并入电网。某部队为解决高山哨所用电问题,在山脚下建立“太阳能板田”,如图1所示,电能输送到哨所原理简图如图2所示,假设太阳能电池板组件,经逆变器后输出的交流电压,输出的电功率,输送线路的总电阻,要求最终输出的电压。求:
(1)若线路损耗为5%,升压变压器和降压变压器的匝数比分别为多少;
(2)若线路损耗为5%,则送到哨所后最多可供多少盏规格为“20V、100W”的灯泡使用。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
A.在计算输电线上功率损失时,公式P=中的U表示的是输电线上的电压降,而不是输电电压;在输送电能一定时,由P=UI可知,输电电压越高,输电电流越小,由 P=I2R,可知输电线上功率损失越小,A错误;
B.由公式P=计算输电线功率损失时,公式中的U必须是输电线上的电压降,则公式可变成 P=I2R,则有输电线的电阻越大,输电线上功率损失越大,B正确;
C.根据公式P=I2R可得输电电流越大,输电导线上功率损失越大,C错误;
D.由公式P=UI计算输电导线上的功率损失时,U必须是输电线上的电压降,则公式变成 P=I2R,输电导线上的功率损失与电流的平方成正比,D错误。
故选B。
2.B
【详解】
输电线路中电阻损耗的功率为
则输送电压提高到原来的10倍时,输电线路中电阻损耗的功率为原来的,所以输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的,则B正确;ACD错误;
故选B。
3.C
【详解】
A.发电厂输出电压最大值一定,则升压变压器的输入电压有效值,不变,根据
可知
根据串联电路特点可知降压变压器输入电压
根据
可知
选项A错误;
BD.若用户电阻增大,会使得线路中电流均减小,发电厂输出功率
减小,输电线上损失的功率
可知输电线上的损失功率减小,选项BD错误;
C.输电线所在电路有


结合
可得
由此可知若增大,其他参数不变,用户得到的电压增大,选项C正确。
故选C。
4.D
【详解】
A.输电线上输送的电流大小为
A错误;
B.输电线上损失电压为
B错误;
C.损失的功率为
故该输电系统的输电效率为
94%
C错误;
D.若改用10kV电压输电,则输电电流为
输电线上损失的功率为
D正确。
故选D。
5.B
【详解】
A.将t=s代入c、d间电压的瞬时值表达式得,c、d间的电压瞬时值为110V,故A错误;
B.当单刀双掷开关与a连接时,匝数之比为10:1,原线圈两端电压的有效值为220V,所以副线圈电压的有效值为22V,电压表示数为22V,故B正确;
C.滑动变阻器滑片向上移动的过程中,电阻增大,电压表示数不变,电流表的示数减小,故C错误;
D.当单刀双掷开关由a扳向b时,匝数之比变为5:1,副线圈电压增大,电压表和电流表的示数均增大,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】
A.根据 ,只增大T1的原线圈匝数n1,则升压变压器的输出电压减小,根据P=U2I2知,输电线上的电流增大,则输电线上消耗的功率增大, A错误;
B.若,两个变压器都是升压变压器,则电压表V1一定小于V2的示数,B错误;
C.用户总电阻减小,则电流增大,可知输电线上的电流增大,根据P损=I2R知,输电线上消耗的功率增大,C正确;
D.电压表V1 的示数等于发电机的输出电压,当用户总电阻减小时,电压表V1的示数不变, D错误。
故选C。
7.AD
【详解】
A.输电线上消耗的功率
P线=R=400 kW

I2==20 A

P1=U1I1

I1==103 A
A正确;
B.根据变压器的原理,T1的变压比为
==

P=U1I1=U2I2

U2=2×105 V
输电线上损失电压
U线=I2R=2×104 V
则T2原线圈的输入电压
U3=U2-U线=1.8×105 V
又灯泡正常发光,T2的副线圈的电压为220 V,B错误;
C.根据变压器的原理,T2的变压比为
==
C错误;
D.根据功率关系,可得
U3I2=60n
解得
n=6×104
D正确。
故选AD。
8.BD
【详解】
A.两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10:1和1:10,电压互感器电压与匝数成正比,起到降压的作用,电流互感器电流与匝数成反比,起到降流的作用。A错误;
B.由题意,根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
U2=2200V,I2=100A
所以线路输送的电功率为
P=U2I2=2200×100W=220kW
故B正确;
C.由理想变压器变压规律
可得
则若保持发电机输出电压U1一定,仅将滑片Q下移,增大,U2增大。根据闭合电路欧姆定律有
U3=U2﹣I2r
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R,则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定,仅将滑片Q下移,则输电电压U2增大,R不变,所以输电电流I2增大,而输电线损耗功率为
所以输电线损耗功率增大,故C错误;
D.若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定,使用户数增加,即U2不变,R减小,则I2增大,U3减小,为了维持用户电压U4一定,需要增大,可将滑片P上移,故D正确。
故选BD。
9.ABD
【详解】
A.输电电流为,输电线损失的功率为
A正确;
B.输电电流可表示为
输电线损失的功率为
B正确;
C.用户端的电阻不是R,故用户得到的功率不是,C错误;
D.用户得到的功率为
D正确。
故选ABD。
10. 4 9.6
【详解】

可得,变压器副线圈的电压为,输电电流为
线路损失的功率为
用户得到的实际功率为
11. .4×103 ; 6.4×105 ; 4×104 ; 提高输电电压
【详解】
试题分析:根据P=UI得,输电线上的电流,则输电线上损耗的功率P损=I2R=16×106×40W=6.4×108W=6.4×105kW.
输出电压升高到100万伏,输送的电流.则输电线上损耗的功率P损′=I′2R=106×40W=4×107W=4×104kW.
所以为了减小功率的损失,采用高压输电
考点:远距离输电
12.(1)2000W;(2)
【详解】
(1)输电过程电路示意图,如图所示
根据
得,升压变压器的输出电压
则输出电流
则损失的电功率
(2) 输电线上的电压降
降压变压器的输入电压为
则降压变压器的变压比
13.31250W;2.5%
【详解】
输电电流为
的距离上的电阻r=0.5Ω,则损耗的热功率
同理,输电距离为时,输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率
14.
【详解】
由题可知
解得
U2=5000V
输电线中的电流
输电线损失的电压
U损=I2R线=200V
降压变压器的原线圈输入的电压
U3=U2-U损=4800V
降压变压器原、副线圈匝数之比

15.(1)1:20;95:22;(2)95
【详解】
(1)升压变压器初级电流
输电线的功率损失
解得
I2=10A

升压变压器次级电压
降压变压器的初级电压
则降压变压器的匝数比
(2) 送到哨所后最多可供灯泡的个数
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页