3.4电能的远距离输送 基础巩固 （word版含答案）

3.4电能的远距离输送基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　）
A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
2．为了合理地利用自然资源，发电站可能距离用户较远．发电站的输出功率为P，输电线的电阻为r，若采用电压U输送电，则用户得到的功率为（ ）
A． B． C． D．
3．某小型发电厂由两条输电导线直接向用户供电，已知发电机的输出电压为，发电厂至用户的输电线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，用户得到的电压为。下列表示输电导线损耗的功率的关系式不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，有一台交流发电机E。通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和，设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有（　　）
A．变小，变小
B．变大，变大
C．变小，变小
D．变小，变大
5．在远距离输电电路中，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R均不变．发电厂输出功率减小时( )
A．升压变压器的输出电压减小
B．降压变压器的输出电压减小
C．输电线上的电流增大
D．输电线上损耗的功率占发电厂输出功率的比例减小
6．如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11000sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器（ ）
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是100 Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
7．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损耗和功率损耗的说法中，正确的是（ ）
A．输电线上的电功率损耗原来的 B．输电线上的电功率损耗是原来的
C．输电线上的电压损耗是原来的 D．输电线上的电压损耗是原来的n倍
8．某电站通过升压变压器和降压变压器（均可视为理想变压器）远距离给用户输电，已知该电站的输出功率为，测得升压变压器的副线圈两端的电压为，测得降压变压器的原线圈两端的电压为，则下列说法正确的是（　　）
A．输电线上输送的电流为
B．输电线的总电阻为
C．若改用的电压输电，则输电线上损失的功率为原来的2倍
D．若改用的电压输电，则输电线上损失的功率为原来的8倍
9．某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（　　）
A．
B．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
C．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
D．如果输送功率不变，使用较大的升压变压器，输电线上发热功率较大
10．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（　　）
A．都接直流电源 B．A两端的电压相等
C．A损耗的功率相等 D．图1中A的电流较大
11．某远距离输电电路的输电电压为U，输电导线的总电阻为R，下列分析正确的是（　　）
A．由公式得到，输电导线的电阻越大，功率损失越少
B．由公式得到，输电导线的电阻越小，电流越大
C．由公式P=I2R得到，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大
D．由公式P=UI得到，输电导线上的功率损失与电流强度成正比
12．如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:2，输电线路的总电阻r=25Ω，其余导线电阻不计，L1、L2是电阻恒为44Ω、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器T1的原线圈两端所加电压μ=100（V），当开关S1闭合S2断开时，灯泡L1正常发光，则（　　）
A．灯泡的额定功率为1000W
B．输电线路损失的电功率为100W
C．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为2：5
D．若开关S1和S2都闭合时，则灯L1和L2均正常发光
13．超导材料电阻降为零的温度称为临界温度。1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（　　）
A．1kW B．1.6×103kW
C．1.6kW D．10kW
14．如图所示为远距离输电的示意图，已知交流电源电压为U，升压变压器的原副线圈匝数比为1：m，降压变压器的原副线圈匝数比为n：1，负载R正常工作。现输电距离增大，输电线电阻随之增大，若要保证负载仍能正常工作，只改变选项中的一个量，下列做法可行的是（　　）
A．增大m B．减小m C．减小n D．减小U
15．如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，则R消耗的功率增大
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消耗的功率减小
D．当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小
二、填空题（共4题）
16．国家电网向某地输电，输送功率为1.1×106KW，输电变压器为理想变压器，输电电压为550kV的特高压，则输电电流为______A，若某段输电导线的电阻为10Ω，则这段导线上损失的功率为______KW，若将来科技发展了，改用10倍电压输电，其他条件不变，则这段导线上损失的功率变为原来的_______________（结果用百分数表示）．
17．某发电机组的输出电压为10kV，为了减少远距离输电时的电能损失，需选用______选填“升压”或“降压”变压器将电压改变后再输送．若改变后的电压为220kV，则此变压器原、副线圈的匝数比是______．
18．如图所示，变压器原副线圈匝数之比为4∶1，输入电压，输电线电阻，标有“25V，5W”的灯泡接入_______盏才能正常发光，输入电路上保险丝允许电流应大于_______A。
19．某发电站，发电机的输出功率为5×105kW，采用500 kV的高压输电，输电线上的总电阻为20Ω，则输电线上的电流为___________A，输电线上损失的电压为___________V，输电线上损失的电功率为___________kW。
三、综合题（共4题）
20．某水电站，水流的高度差为 h=5m，流量 Q=2m3/s，若发电机的总效率为 50%，输出电压为250V，输电线路总电阻 R=30Ω，允许损失功率为发电机输出功率的 6%，为使用户获得 220V 电压，求：
（1）该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？
（2）能使多少盏“220V 100W”的电灯正常发光？
21．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。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的损耗可忽略，发电机发电处于满负荷工作状态，求：
(1)T1原、副线圈电流分别为多少；
(2)T1副线圈的电压、T2原线圈的电压分别为多少；
(3)能有多少盏灯泡（220V、60W）正常发光。
22．如图所示，某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8，在用户端用降压变压器把电压降为220V。若输电线上损失的功率为5kW，不计变压器的损耗。求：
（1）升压变压器的匝数比；
（2）降压变压器的匝数比；
（3）若要将输电线上损失的功率降低到原来的，在其他条件不变的情况下，应将升压变压器的匝数比改为多少？此时降压变压器的匝数比应为多少？
23．某发电站输出功率P=2000kW，用电阻R=20的输电线向外输送电能。如果用U=10kV的电压输电，输电线上损失的功率是多少？损失的电压是多少？如果改用U′=100kV的高压输电，输电线上损失的功率和电压又是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．B
5．D
6．A
7．B
8．B
9．C
10．D
11．C
12．B
13．A
14．A
15．A
16． 2×103 4×104 1%
17． 升高 1：22
18． 25 1.25
19． 1000（1×103） 20000（2×104） 2×104
20．(1)1:20，21：1；(2)470
21．(1)1000A，20A；(2)200000V，180000V；(3)60000
22．（1）；（2）；（3），
23．；4kV；；400V
答案第1页，共2页