3.4电能的输送 练习(word版含答案)

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名称 3.4电能的输送 练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 650.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-13 05:08:27

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文档简介

人教版(2019)选择性必修二 3.4 电能的输送
一、单选题
1.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
2.“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。它将西部丰富的自然资源水能转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区,这样既实现了东西部地区双赢的目标,也形成了经济发展与环境保护双赢的局面。为了减少输电线上的电能损耗,需要采用高压输电。若金沙江流域上的向家坝水电站输出的功率不变,输出电压提高为原来的20倍,则输电导线上的电能损耗将减小为原来的(  )
A. B. C. D.
3.为有效解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势,渝西、渝北电网主网架由220kV升级到500kV超高压,有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时,首先要把电厂发电机组产生的500V电压通过升压变压器升高到500kV,以40万kW的功率远距离送往变电站,不同的输送电压相应的线损率(输电线上损耗的功率与总功率的比值)如表所示,则升级后(  )
电压等级(KV) 线损率(%)
220 3
500 1
A.送往变电站远距离输电线的电流为8000A
B.电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为1:100
C.材料相同的情况下输电导线粗细对线损耗无影响
D.送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了8000kW
4.某发电厂原来用11kV的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电,两种情况下输送的电功率都是P。若输电线路的总电阻为R,则下列说法中正确的是(  )
A.根据公式升压变压器原线圈通过的电流降为原来的
B.根据公式:提高电压后,输电线上的电流增为原来的20倍
C.根据公式P=I2R:提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
D.根据公式P1=P2:提高电压后,输电线上的功率损耗不变
5.相比于4G网络技术,供电问题是困扰5G网络技术发展的难题之一,一个100kV变电站给某4G基站供电,线路电阻为90Ω,现要将该基站改造为5G基站;如图所示。5G基站功耗为4kW,要求线路损耗为总功耗的20%,在只更换变压器(均为理想变压器)的前提下,高压变压器的原、副线圈匝数比应变为(  )
(  )
A.100∶3 B.200∶3 C.250∶3 D.400∶3
6.西大附中高二某学习小组为模拟远距离输电,用一台内阻为的交流发电机给4个小灯泡供电.如图所示,取实验室理想升压变压器的匝数比为1∶4,理想降压变压器的匝数比为4∶1,用电阻较大铁导线为输电线,总电阻.若4个“10V,2.5W”的小灯泡均正常发光,假设小灯泡电阻不变,则(  )
A.输电线上损失的电功率为1W
B.发电机的电动势为11V
C.若两盏灯由于质量问题发生断路故障,则I1变为
D.若两盏灯由于质量问题发生断路故障,则I2变为
7.某输电线路简化如图,交流发电机的线圈电阻忽略不计,输出电压u=Umsinωt,输电线的等效总电阻为r=5Ω,纯电阻用电器R1和R2的额定电压均为220V、阻值均为10Ω,其余电阻不计。两理想变压器T1、T2的原副线圈匝数分别为n1=350匝、n2=n3=3500匝,n4可调。S断开,调节n4=350匝时,用电器R1正常工作,此时输电线上损耗的功率为P1;闭合S,调节变压器T2的副线圈,当其匝数为N时,用电器R1又能正常工作,此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为P2。则(  )
A.Um=220V B.U3=2200V C.N<350匝 D.P2>4P1
8.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,L1、L2、L3为三只规格均为“9V3W”的灯泡,各电表均为理想交流电表,定值电阻R1=9Ω。输入端交变电压u随时间t变化的图象如图乙所示,三只灯泡均正常发光,则(  )
A.电压u的瞬时值表达式为u=36sinπt(V)
B.电压表的示数为33V
C.电流表的示数为1A
D.定值电阻R2=3Ω
9.如图所示为远距离输电示意图,某个小水电站发电机的输出功率为,发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为,在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为(即用户得到的功率为)。下列说法正确的是( )
A.输电线上通过的电流为
B.降压变压器的输入电压为
C.升压变压器的匝数比为
D.降压变压器的匝数比为
10.高压输电可使输送中的电压损失大幅降低,当采用高电压U向远方某地区输电时,电压损失U。保持输电线电阻不变,若U变小,则(  )
A.输电线上损耗的电功率P不变
B.输电线上损耗的电功率P变大
C.若输入功率不变,则U变小
D.若U不变,则输入的功率变小
11.如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则(  
A.用户用电器上交流电的频率是100Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是500V
C.当夜晚用户用电器增多时,输电线上损失的功率增大
D.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
12.如图所示,某小型水电站发电机的输出功率,发电机输出的电压,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A.发电机输出的电流
B.输电线上的电流
C.降压变压器的匝数比
D.用户得到的电流
二、填空题
13.我们采用高压输电的原因是为了降低___________。升压变压器的原线圈的匝数比副线圈的线圈匝数__________(填“多”或“少”)。
14.从发电站输出的功率为某一定值 P,输电线的总电阻为 R 保持不变,分别用 110V 和 11kV两种电压输电。忽略变压器损失的电能,则这两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为_____。
15.变压器是根据电磁感应原理工作的,所以变压器只能改变________(填“直流”或“交流”)电的电压,在远距离送电中,导线上会有电能损失,损失的电能主要由电流的热效应引起,在输电功率一定时,输电电压越________(填“高”或“低”),电能损失就越小。
16.可靠:指______可靠地工作,故障少。
17.图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在原线圈两端接入一电压的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为_____.
三、解答题
18.在日常生活中,为什么在用电高峰时段,家里的电灯会比较暗?
19.光伏发电具有无污染、可再生、不受地形限制的优点,是国家重点推广项目。目前,黄冈各地都在积极兴建光伏发电项目。若某县有一座小型光伏发电站,该发电站的输出功率为。
(1)按平均每天照射计,该发电站一年(按360天计算)能输出多少电能?(计算结果保留三位有效数字)
(2)若该发电站的输出电压为,现准备横跨该县向另一边某村输电。所用输电线的总电阻为,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的4%,求升压变压器匝数比。
20.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。
21.一台小型发电机的最大输出功率为,输出电压恒为,现用电阻率为、横截面积为的输电线向距离处的用电单位输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率为发电机总功率的4%,理想升压变压器原、副线圈匝数分别为,理想降压变压器原、副线圈匝数分别为。
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比值是多少?
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比值是多少?
22.查史料可知,1882年珍珠街电站采用6台直流发电机,输出总功率为661.5kW,电能输送的最远距离为1.6km,给用户提供110V的直流电压,最多可满足6000盏16W的爱迪生灯泡使用。
(1)电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少?
(2)估算直流发电机的输出电压;
(3)若将输电距离增加一倍,还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.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。
2.D
【详解】
根据
可知,输出的功率不变,输出电压提高为原来的20倍,则输电导线上的电能损耗将减小为原来的。
故选D。
3.D
【详解】
A.送往变电站远距离输电线的电流为
A错误;
B.电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为
B错误;
C.材料相同的情况下输电导线粗细会影响输电导线的电阻,电阻不同会对线损耗有影响,C错误;
D.升级后线损率减小了2%,则有
D正确。
故选D。
4.C
【详解】
AB.根据
知输送功率不变,输送电压变为原来的20倍,则输电电流降为原来的,升压变压器原线圈通过的电流不变,故AB错误;
CD.根据
得,电流降为原来的,则输电线上损耗的功率减为原来的,故C正确,D错误。
故选C。
5.B
【详解】
变电站输出功率
流经线路电阻的电流为
变电站输出电流
则匝数比为
故选B。
6.A
【详解】
A.4个灯泡的电流为
输电线电流为
输电线上损失的电功率为
A正确;
B.根据题意得
故B错误;
CD.两盏灯断路后,小灯泡不能正常发,小灯泡的实际电压不清楚,无法计算降压变压器副线圈的电流,从而无法得到 和 ,CD错误。
故选A。
7.D
【详解】
A.S断开时,副线圈的电压为220V、电流为22A,其原线圈的电压为2200V、电流为2.2A,输电线损耗的电压为、功率为P1=24.2W,副线圈的电压为2211V,原线圈的电压为221.1V,所以,故A错误;
BCD.S闭合后,对,如果不变,则原、副线圈的电压均减小,需要将变大()才能使副线圈电压变回到220V,此时副线圈电流为44A,所以原线圈中电流大于4.4A,电压小于2200V,故输电线损耗的功率,故BC错误,D正确。
故选D。
8.B
【详解】
A.由题图乙知,交变电压的周期为
T=0.02s
ω==100πrad/s
电压u的瞬时值表达式为
u=36sin100πt(V)
故A错误;
C.灯泡正常发光,每个灯泡的电流为
故副线圈的电流
I2=3I=1A
根据变流规律
=
解得原线圈电流
I1=A
故C错误;
B.电阻R1的电压
UR1=I1R1=3V
由题图乙知输入端电压的有效值为36V,则变压器原线圈的电压
U1=36V-3V=33V
所以电压表的示数为33V,故B正确;
D.根据变压规律
=
可得副线圈的电压
U2=11V
电阻R2两端的电压为
UR2=U2-UL=11V-9V=2V

R2==2Ω
故D错误。
故选B。
9.C
【详解】
A.输电线上通过的电流
故A错误;
B.输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误;
C.升压变压器的匝数比
故C正确;
D.降压变压器的匝数比
故D错误。
故选C。
10.D
【详解】
AB.输电线上损耗的电功率
保持输电线电阻不变,若U变小,则P变小。故AB错误;
CD.设输入功率为P,电压损失可以表示为
保持输电线电阻不变,当U变小,若输入功率不变,则U变大;若U不变,则输入的功率变小。故C错误;D正确。
故选D。
11.C
【详解】
A.发电机的输出电压随时间变化的关系,由图可知,T=0.02s,故
A错误;
B.由图像可知交流的最大值为Um=500V,因此其有效值为
B错误;
C.当夜晚用户用电器增多时,干路电流增大,根据
可知,输电线上损失的功率增大,C正确;
D.输电线的电流由输送的功率与电压决定的,与降压变压器原副线圈的匝数比无关,D错误。
故选C。
12.C
【详解】
A.发电机输出的电流
A错误;
B.输电线上的电流
B错误;
CD.在用户端,有
根据变压器的规律有
解得

C正确,D错误。
故选C。
13. 输电线上的电损 少
【详解】
[1] 我们采用高压输电的原因是为了降低输电线上的电损。
[2]根据
可知升压变压器的原线圈的匝数比副线圈的线圈匝数少。
14.100:1
【详解】
[1].输电线路上电流
输电线损失的电压
故采取不同电压损失的电压之比为
15. 交流 高
【详解】
[1]变压器是根据电磁感应原理工作的,所以变压器只能改变交流电的电压;
[2]在远距离送电中,导线上会有电能损失,损失的电能主要由电流的热效应引起,在输电功率一定时,根据
可知,输电电压越高,电能损失就越小。
16.供电线路
【详解】

17.
【详解】
加在原线圈上的电压为:,根据电压比与匝数比关系有:,所以有:,输电线上的电流为:,输电线上损失的功率为:,联立解得:.
【点睛】理想变压器输入功率和输出功率相等,通过原线圈的电压和匝数比求出副线圈的电压,再根据P=UI求出输电线上的电流,从而求出输电线上损失的功率.
18.见解析
【详解】
在用电高峰时段,用电器较多,用电器之间是并联关系,用电器变多,则总电阻变小,干路电流变大,而输电导线有一定的电阻,则输电导线损失的电压增大,用电器两端的电压减小,故用电器实际功率减小,即电灯会比较暗。
19.(1)J;(2)
【详解】
(1)一年能输出总的电能
(2) 输电示意图如下图所示
由题意可得,输电线损失功率
由可得
由可得
升压变压器线圈匝数比
20.(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
21.(1);(2)
【详解】
(1)导线电阻
代入数据解得
升压变压器原线圈中电流满足

升压变压器副线圈中电流满足
解得


(2)降压变压器的输入电压满足
代入数据解得
因为输出电压


22.(1)85.5%;(2)758V;(3)不能
【详解】
(1)根据题意,用户能够使用的最大功率为
电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比为
%=85.5%
(2)由功率公式
计算线路中直流电流大小为
所以直流发电机输出电压即电路中的输送电压为
(3)由功率计算公式
可求得线路中的电阻大小为
输送距离增加一倍,则线路中电阻变为,此时线路上损耗的电压为
由于
这意味着输送电压小于线路上的损耗电压,因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页