高中物理人教版（2019）选择性必修第二册 第三章 第4节电能的输送同步练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）选择性必修第二册 第三章 第4节电能的输送同步练习（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 124.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-04 19:19:32 | ||
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文档简介
第4节 电能的输送
1.远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是（ ）
A.可根据需要调节交变电流的频率
B.可加快输电速度
C.可减少输电线上的能量损失
D.可节省输电线的材料
2.远距离输电线路的示意图如图所示。若发电机的输出电压不变，升压变压器和降压变压器都是理想的，输电导线有一定的电阻，则下列判断错误的是（ ）
第2题图
A.升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压
B.升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率
C.随着用户用电功率增加，升压变压器原线圈中的电流变小
D.随着用户用电功率增加，降压变压器原线圈两端的电压变小
3. [多选]在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2.下列关于P1和P2的表达式中正确的是( )
A．P2＝P(1－) B．P2＝P－
C．P1＝ D．P1＝
4. [多选]某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100 m导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，第二次采用如图所示的电路输电。其中变压器T1与电源相连，变压器T2与用电器相连。下列说法正确的是 （ ）
第4题图
A.第二次实验也可研究远距离直流输电
B. T1是升压变压器，T2是降压变压器
C.若输送功率一定，则第二次输电线损失的电功率较小
D.实验可证明，增大输电电流能减少远距离输电的能量损失
5. [多选]如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是( )
第5题图
A.输电线上的损失功率为300 W
B.升压变压器的匝数比为1∶100
C.降压变压器的输入电压为4 970 V
D.降压变压器的匝数比为100∶1
6. [多选]如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定.当K由2改接到1时，下列说法正确的是( )
第6题图
A.输电线上损失的功率减小
B.电流表的示数一定增大
C.电压表的示数减小
D.灯泡的亮度增大
7. [多选]如图所示，有一台交流发电机通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )
第7题图
A.P2变大，P3变大 B.P1变小，P2变小
C.U2不变，U3变小 D.U2变小，U4变大
8.某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法是否正确？请阐述理由。
说法1：根据公式I=，提高电压后输电线上的电流减小为原来的。
说法2：根据公式I=，提高电压后输电线上的电流增大为原来的20倍。
说法3：根据公式P损=I2R=，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的。
说法4：根据公式P损=，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍。
9.如图所示是远距离交流输电的简化示意图。其中发电厂的输出电压是U，两条输电线的等效总电阻为r，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2。
第9题图
（1）用户两端的电压是多少？
（2）理想变压器的输入功率是多少？
（3）输电线上损耗的电功率和电压分别是多少？
10. 水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多个优点，现已成为我国的重要能源之一。某条河的流量为4 m3/s，水流下落高度为5 m。现在利用该河流兴建水电站来发电。设所用发电机的总效率为50%。
（1）求发电机的输出功率。
（2）设发电机输出电压为350 V，输电线的电阻为4 Ω，允许损耗的功率为5%，则当用户所需电压为220 V时，所用升压变压器和降压变压器匝数之比为多少？（g=9.8 m/s2）
第4节 电能的输送
参考答案
1.C
2.C
3.AC
4.BC
5.AC
6.BD
7.AC
8. 答案：说法1正确，说法2错误，输电电压由11 kV经变压器变压后为220 kV，提高了20倍，由I=知，输电电流减小为原来的。
说法3正确，说法4错误，由P损=I2R=可知，输电线路电阻R不变，线路中的电流降为原来的，损失的功率减小为原来的。
9. 解：（1）理想变压器原、副线圈两端功率相等
则U1I1=U2I2，U2为用户两端电压
所以U2=。
（2）P入=U1I1（或P入=UI1-）。
（3）设输电线上损耗的电功率为P损，损耗电压为U损
则U损=U-U1=I1r
P损=UI1-P入=。
10. 解：（1）设时间为Δt，Δt内水的重力做功为W
则W=mgh
流量Q=4 m3/s
Δt内水的质量m=ρQΔt
即W=ρghQΔt
P电=ηP水=η=ηρghQ
代入数据得P电=9.8×104 W。
（2）设升压变压器原、副线圈的匝数为n1和n2，降压变压器原、副线圈的匝数为n3和n4
P损=η2P电=4.9×103 W
设输电导线上的电流为I2
则P损=
故I2=35 A
设流经发电机的电流为I1
则P电=UI1，U=350 V
所以I1=280 A
因为I1∶I2=n2∶n1
所以n1∶n2=1∶8
用户获得的功率P用=P电-P损=9.31×104 W
设用户端的电流为I3
则P用=U2I3，U2=220 V
所以I3≈423.2 A
因为I2∶I3=n4∶n3
所以n3∶n4=12∶1
即升压变压器的匝数比为1∶8，降压变压器的匝数比为12∶1。
1.远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是（ ）
A.可根据需要调节交变电流的频率
B.可加快输电速度
C.可减少输电线上的能量损失
D.可节省输电线的材料
2.远距离输电线路的示意图如图所示。若发电机的输出电压不变，升压变压器和降压变压器都是理想的，输电导线有一定的电阻，则下列判断错误的是（ ）
第2题图
A.升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压
B.升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率
C.随着用户用电功率增加，升压变压器原线圈中的电流变小
D.随着用户用电功率增加，降压变压器原线圈两端的电压变小
3. [多选]在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2.下列关于P1和P2的表达式中正确的是( )
A．P2＝P(1－) B．P2＝P－
C．P1＝ D．P1＝
4. [多选]某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100 m导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，第二次采用如图所示的电路输电。其中变压器T1与电源相连，变压器T2与用电器相连。下列说法正确的是 （ ）
第4题图
A.第二次实验也可研究远距离直流输电
B. T1是升压变压器，T2是降压变压器
C.若输送功率一定，则第二次输电线损失的电功率较小
D.实验可证明，增大输电电流能减少远距离输电的能量损失
5. [多选]如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是( )
第5题图
A.输电线上的损失功率为300 W
B.升压变压器的匝数比为1∶100
C.降压变压器的输入电压为4 970 V
D.降压变压器的匝数比为100∶1
6. [多选]如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定.当K由2改接到1时，下列说法正确的是( )
第6题图
A.输电线上损失的功率减小
B.电流表的示数一定增大
C.电压表的示数减小
D.灯泡的亮度增大
7. [多选]如图所示，有一台交流发电机通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )
第7题图
A.P2变大，P3变大 B.P1变小，P2变小
C.U2不变，U3变小 D.U2变小，U4变大
8.某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法是否正确？请阐述理由。
说法1：根据公式I=，提高电压后输电线上的电流减小为原来的。
说法2：根据公式I=，提高电压后输电线上的电流增大为原来的20倍。
说法3：根据公式P损=I2R=，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的。
说法4：根据公式P损=，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍。
9.如图所示是远距离交流输电的简化示意图。其中发电厂的输出电压是U，两条输电线的等效总电阻为r，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2。
第9题图
（1）用户两端的电压是多少？
（2）理想变压器的输入功率是多少？
（3）输电线上损耗的电功率和电压分别是多少？
10. 水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多个优点，现已成为我国的重要能源之一。某条河的流量为4 m3/s，水流下落高度为5 m。现在利用该河流兴建水电站来发电。设所用发电机的总效率为50%。
（1）求发电机的输出功率。
（2）设发电机输出电压为350 V，输电线的电阻为4 Ω，允许损耗的功率为5%，则当用户所需电压为220 V时，所用升压变压器和降压变压器匝数之比为多少？（g=9.8 m/s2）
第4节 电能的输送
参考答案
1.C
2.C
3.AC
4.BC
5.AC
6.BD
7.AC
8. 答案：说法1正确，说法2错误，输电电压由11 kV经变压器变压后为220 kV，提高了20倍，由I=知，输电电流减小为原来的。
说法3正确，说法4错误，由P损=I2R=可知，输电线路电阻R不变，线路中的电流降为原来的，损失的功率减小为原来的。
9. 解：（1）理想变压器原、副线圈两端功率相等
则U1I1=U2I2，U2为用户两端电压
所以U2=。
（2）P入=U1I1（或P入=UI1-）。
（3）设输电线上损耗的电功率为P损，损耗电压为U损
则U损=U-U1=I1r
P损=UI1-P入=。
10. 解：（1）设时间为Δt，Δt内水的重力做功为W
则W=mgh
流量Q=4 m3/s
Δt内水的质量m=ρQΔt
即W=ρghQΔt
P电=ηP水=η=ηρghQ
代入数据得P电=9.8×104 W。
（2）设升压变压器原、副线圈的匝数为n1和n2，降压变压器原、副线圈的匝数为n3和n4
P损=η2P电=4.9×103 W
设输电导线上的电流为I2
则P损=
故I2=35 A
设流经发电机的电流为I1
则P电=UI1，U=350 V
所以I1=280 A
因为I1∶I2=n2∶n1
所以n1∶n2=1∶8
用户获得的功率P用=P电-P损=9.31×104 W
设用户端的电流为I3
则P用=U2I3，U2=220 V
所以I3≈423.2 A
因为I2∶I3=n4∶n3
所以n3∶n4=12∶1
即升压变压器的匝数比为1∶8，降压变压器的匝数比为12∶1。