选择性必修二3.4电能的输送 练习（word版含答案）

选择性必修二 3.4 电能的输送
一、单选题
1．某水电站输电线路简化模型如图所示，已知R为输电线总电阻（可视为定值电阻），发电机输出电压恒定。由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加。设升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V1的示数增大
B．电压表V2的示数增大
C．电流表A1的示数增大
D．电流表A2的示数减小
2．远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压输电时，线路损耗的电功率为；采用高压输电时，线路损耗的电功率为。若，下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．2020年9月，中国发布“双碳战”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（　　）
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的9倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
D．若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变
4．远距离输电的示意图如图所示，交流发电机的输出电压、输电线的电阻r以及理想变压器的匝数均不变，用户所用的电器可等效为一滑动变阻器R。当R变小时，下列说法正确的是（　　）
A．降压变压器的输出电压变大 B．通过用户的电流变小
C．输电线上损失的电压变大 D．输电线上的电流变小
5．如图所示为远距离输电示意图，发电机输出电压瞬时值表达式为，则（　　）
A．用户用电器上交流电的频率是
B．发电机输出交流电的电压有效值是
C．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
D．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
6．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压。图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么（　　）
A．由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u＝36sin100πt（V）
B．当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大
C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小
D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大
7．如图为某发电站电能输送电路示意图，若只减小用户电阻R0，下列说法正确的是（　　）
A．变压器T1的输出电压增大
B．变压器T1的输出电压减小
C．输电线上损失的功率增大
D．输电线上损失的功率减小
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．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少
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．如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压恒为、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，下列表述正确的是（　　）
A．若用户开启的用电器增多，则升压变压器输出的增大
B．若用户开启的用电器增多，则发电机输出的功率减小
C．只增大的匝数，会增大输电线上的功率损耗
D．若，则用户获得的电压
10．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如下图，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比4∶1，输电线总电阻R＝4 Ω。全校共22个班，每班有“220 V，40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则（　　）
A．发电机输出功率为5 280 W
B．发电机电动势为250 V
C．若减小升压变压器原副线圈匝数比可以提高输电的效率
D．若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率也减半
11．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1=250 V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线=5 Ω，输电线上损失的功率P线=2 kW，养殖场共有1100盏标有“220 V 40 W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流I线=20 A B．升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶10
C．降压变压器的匝数比n3∶n4=9∶1 D．发电机的输出功率为44 kW
12．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，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2×105A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C．输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻
D．输电线上损失的功率为9×107kW
二、填空题
13．输电线的总电阻为R，输送电功率为P。现用电压U来输电，输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________。如果用2U电压来输电，则输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________。两次损失的功率之比为________。
14．从发电厂输出的电功率为220kW，输电线的总电阻为0.25Ω。若输送电压为1.1kV，输电线上损失的电功率为 ________W；保持输送功率不变，要使输电线上损失的电功率不超过100W，输送电压至少为 ________V。
15．变压器是根据_______原理工作的；交流电在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用_______输电。
16．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。
17．发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压为220V，输电线的电阻为10Ω，若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，求在输电线路中设置的升压变压器原、副线圈的匝数比=_______和降压变压器原、副线圈的匝数比=________。
三、解答题
18．特高压输电是中国高效远距离输电的一种重要方式，目前，在世界范围内只有我国全面掌握了这项技术并开始了大规模的工程应用。在某段特高压输电网络中，发电机组输出电压为10kV，利用理想升压变压器将电压升至1000kV的特高压后输送，到达用电区后，经过降压处理再输送给工厂或用户。已知输送总功率为400万千瓦，输电线上损耗功率占总功率的4%。求：
(1)升压变压器的原、副线圈匝数比；
(2)输电线的电阻。
19．为了减少输电线上的电功率损失，通常需要提高输电电压和减小输电导线的电阻。但有同学从下列论证中得出了相反结论：“设输电电压为U，输电电流为I，功率损失。因此，要降低P值，就应降低输电电压和增加输电线的电阻。”请问，这位同学的论证过程错在哪里？
20．一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？
21．三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程。枢纽控制的流域面积为，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面。在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量即26台发电机组同时工作时的总发电功率。年平均发电量约为，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区供电紧张的局面。阅读上述资料，解答下列问题。（水的密度，重力加速度g取）
（1）若三峡电站上、下游水位差按H=100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式并计算出效率的数值；（保留两位有效数字）
（2）若26台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？（保留三位有效数字）
（3）将该电站的电能输送到华中地区，输电功率，采用超高压输电，输电电压，而发电机输出的电压约为，要使输电线上损耗的功率为输送电功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数之比和输电线路的总电阻。（结果用分数表示）
22．采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用户使用。如何确定降压变压器原、副线圈的匝数比？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，若采用100kV高压输电，接入城市配电网络时需降压到10kV，那么，变压器原、副线圈的匝数比为多大？
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参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．C
5．C
6．C
7．C
8．D
9．C
10．B
11．A
12．B
13． 4∶1
14．
15． 电磁感应（或互感 ） 高压
16． 4 9.6
17．
18．(1)；(2)10Ω
19．见解析
20．(1)；(2)
21．（1），；（2）192天；（3），
22．249：25
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