选择性必修第二册《3.4 电能的输送》2022年同步练习卷(1)(含答案)

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名称 选择性必修第二册《3.4 电能的输送》2022年同步练习卷(1)(含答案)
格式 docx
文件大小 334.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-11-14 14:40:10

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人教版(2019)选择性必修第二册《3.4 电能的输送》2022年同步练习卷(1)
一 、单选题(本大题共5小题,共30分)
1.(6分)如图所示为远距离输电的原理图,降压变压器的原副线圈匝数比为,输电线的总电阻为,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂输出的电压恒为,若由于用户的负载变化,使电压表的示数增大了,则下列判断正确的是

A. 电流表的示数减小了
B. 电流表的示数减小了
C. 输电线损失的功率减小了
D. 输电线损失的功率减小了
2.(6分)某变电站用的交变电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为现若用变压器将电压升高到送电,下面选项正确的是
A. 因,所以输电线上的电流增为原来的倍
B. 因,所以输电线上的电流减为原来的
C. 因,所以输电线上损失的功率增为原来的倍
D. 若要使输电线上损失的功率不变,可将输电线的直径减为原来的
3.(6分)某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为,输送电压为,输电线的总电阻为,则下列说法中正确的是
A. 输电线上的电流为 B. 输送总功率
C. 输电线上损失的功率 D. 输电线上损失的功率
4.(6分)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倍
D. 若改用的电压输电,则输电线上损失的功率为原来的倍
5.(6分)高压输电线路的电流大小一般在几十到几百安之间,因此通常要通过电流互感器连接来测量其实际电流。图中电流互感器一侧线圈的匝数为匝,工作时电流为;一侧线圈的匝数为匝,工作时电流为,为了使电流表能正常工作,则
A. 接、接,::
B. 接、接,::
C. 接、接,::
D. 接、接,::
二 、多选题(本大题共5小题,共30分)
6.(6分)年月日,我国第二大水电站——白鹤滩水电站首批机组发电,它采用的特高压直流输电工程是国家“西电东送”战略的重点工程。白鹤滩水电站向某地输电时,如果保持输送的电功率不变,将输电电压由的超高压改为特高压,不考虑其他因素的影响,下列说法正确的是
A. 输电线上的电压损耗变为原来的两倍
B. 输电线上的功率损耗变为原来的四分之一
C. 超远距离输电时,高压直流输电比高压交流输电更有优势
D. 实际输电时,要综合考虑各种因素,并不是输电电压越高越好
7.(6分)图甲为可拆变压器的零部件,其中铁芯可以安装在铁芯上形成闭合铁芯;原、副线圈的匝数分别为和,将它们分别套在铁芯的两臂上,如图乙;某同学实验时,将原线圈与正弦式交流电源相连,并用多用电表的交流电压挡测得原、副线圈的电压分别为和。下列说法正确的是
A. 若铁芯没有安装在铁芯上,
B. 若铁芯没有安装在铁芯上,
C. 若铁芯安装在铁芯上,
D. 若铁芯安装在铁芯上,
8.(6分)如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器的变压比为,降压变压器的变压比为,输电线的电阻为,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电机输出的电压恒为,若由于用户的负载变化,使电压表的示数减小了,则下列判断正确的是
A. 电流表的示数减小了
B. 电流表的示数增大了
C. 电压表的示数不变
D. 输电线损失的功率增加了
9.(6分)如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器、降压变压器均为理想变压器,、的原、副线圈匝数比分别为、。输电线间的总电阻为,可变电阻为用户端负载。、分别表示电压表、电流表的示数,输入电压保持不变,当负载电阻减小时,理想电压表的示数变化的绝对值为,理想电流表的示数变化的绝对值为,下列说法正确的是
A. B.
C. 电压表示数增大 D. 电流表的示数增加了
10.(6分)小型发电厂输出电压为的交流电,经过升压变压器输送到较远的地区后,再经过降压变压器输送给用户使用,如图所示。已知变压器都是理想变压器,升压变压器和降压变压器的匝数比分别为:和:,下列说法中正确的是
A. 由于输电线有电阻,升压变压器原线圈功率大于副线圈功率
B. 升压变压器原线圈中的交流电的频率一定等于降压变压器中副线圈中交流电的频率
C. 若要用户得到的电压有效值也为,升压变压器原线圈中的电流将小于降压变压器中副线圈中的电流
D. 若要用户得到的电压有效值也为,则
三 、计算题(本大题共3小题,共36分)
11.(12分)一小型发电站通过理想升压,降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率,输出电压,升压变压器原、副线圈的匝数之比::,两变压器间输电导线的总电阻降压变压器的输出电压.

升压变压器副线圈两端的电压为多少.
输电导线上损失的功率.
降压变压器原、副线圈的匝数之比.
12.(12分)在远距离输电时,要尽量考虑减少输电线上的功率损失。现有一个小型发电站,输送的电功率为,当使用的电压输电时,输电效率,则
输电线的总电阻是多少?
若想使输电效率提高到,又不改变输电线,那么,发电站应使用多高的电压向外输电?
13.(12分)有一台内阻为的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为:,降压变压器原、副线圈匝数比为:,输电线的总电阻为全校共有个班,每班有“,”灯盏,若保证全部电灯正常发光,则:
发电机的输出功率多大?
发电机的电动势多大?
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】
根据题意可知,降压变压器的原副线圈匝数比为,由于用户的负载变化,使电压表的示数增大了,则降压变压器原线圈的电压增加了,即输电线上电压损失减小了,由欧姆定律,可知,输电线上电流减小了,即电流表的示数减小了,根据电流与匝数成反比可知,电流表的示数减小了,故错误正确;
设负载变化前输电线上的电流为,由于输电线上电流减小了,由公式,可得,输电线损失的功率减小了,故错误。
故选。
2.【答案】B;
【解析】解:、根据得,输送功率一定,输送电压变为原来的倍,则输送电流变为原来的故A错误,B正确。
C、根据得,输送电流变为原来的则损失的功率变为原来的故C错误。
D、根据得,输送电流变为原来的要使输电线上的功率不变,电阻变为原来的倍,根据,直径变为原来的故D错误。
故选:。
根据,结合输送电压的变化求出输电线上电流的变化。根据求出损失功率的变化。
解决本题的关键知道输送功率与输送电压、电流的关系,知道损失的功率
3.【答案】C;
【解析】本题的关键知道输送功率和输送电压、电流的关系,知道输送电压和电压损失的区别;根据求出输电线上的电流,结合求出输电线上损失的功率.

解:、根据得,输电线上的电流,由于不是输电线上损失的电压,不能通过求解输电线上的电流,输送的总功率也不能根据求解,故错误;
、输电线上损失的功率,故正确,错误。
故选。
4.【答案】B;
【解析】解:、由知,该电站的输出功率为,升压变压器的副线圈两端的电压为,输电线上输送的电流为,故错误;
、对于输电线由欧姆定律可知,输电线的总电阻为,输电线两端的电压为:,解得输电线的总电阻,故正确;
、输电线上的线损,当输送电压由改为,即输送电压变为原来的,则输电线上损失的功率为原来的倍,故错误;
、当输送电压由改为,即输送电压变为原来的,则输电线上损失的功率为原来的倍,故错误;
故选:。
由知,输电线上输送的电流;由求输电线上的总电阻;根据输电线上的线损,分析输电线上的线损。
此题主要考查远距离输电,要知道输电线上的线损,灵活运用公式进行分析。
5.【答案】B;
【解析】解:根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比可知,输入端接,输出端接,电流互感器的作用是使大电流变成小电流;
根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比可知:,故正确、错误。
故选:。
电流互感器的作用是使大电流变成小电流,然后根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比进行解答。
本题主要是考查了变压器的知识;解答本题的关键是知道电流互感器的工作原理,知道在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比。
6.【答案】BCD;
【解析】
A.保持输送的电功率不变,输电线上的电压损耗,将输电电压由的超高压改为特高压,电压提高两倍,则电压损耗变为原来的一半,故错误;
B.输电线上的功率损耗,电压提高两倍,输电线上的功率损耗变为原来的四分之一,故正确;
C.在超远距离输电时,线路上的电感与电容对交流电会产生阻碍,而且易产生交流电相位的变化,高压直流输电比高压交流输电更有优势,故正确;
D.实际输电时,要综合考虑各种因素,输电电压越高对绝缘等其他要求越高,并不是输电电压越高越好,故正确。
故选。
7.【答案】BD;
【解析】解:、若铁芯没有安装在铁芯上,变压器不满足理想变压器条件,存在漏磁现象,磁通量的变化率大于副线圈磁通量的变化率,根据电磁感应定律可知
,故正确,错误;
、将铁芯安装到铁芯上后,根据原副线圈的匝数比与电压的比值关系,则有
,故错误,正确;
故选:。
根据原副线圈的匝数比得出电学物理量的比值关系。
此题主要考查了变压器的构造和原理,理解原副线圈两端的匝数比和电学物理量的比值关系即可完成分析。
8.【答案】BC;
【解析】
此题主要考查远距离输电,解决本题的关键知道:、变压器原副线圈电压之比、电流之比与匝数比的关系。、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系。
变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比,电流之比等于匝数之反比;根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和,得出、的关系。

设降压变压器原副线圈的电压分别为和,根据解得,,,则,电压表 的示数减小了,可知输电线上的电压增大了,则输电线上的电流增加了,由可知,故正确,错误;
C.发电厂输出的电压恒为,根据可知,电压表示数与输入电压和变压比有关,用户的负载发生变化,电压表示数不变,故正确;
D.输电线上的电压增大了,输电线损失的功率增加了,故错误。
故选。
9.【答案】BD;
【解析】解:设降压变压器原线圈电压为,副线圈电压为。
、根据题意可知,电阻两端的电压等于

则,故错误;
、设降压变压器原线圈电压变化为,则

设降压变压器原线圈电流变化为,则

可得:
根据欧姆定律可得:

解得:,故正确;
、输入电压不变,升压变压器原线圈匝数比不变,则升压变压器副线圈的电压不变,电压表示数不变,故错误;
故选:。
根据电路构造得出对应的电压,根据欧姆定律得出电阻的阻值;
根据原副线圈的匝数比得出电学物理量的关系,从而完成分析;
根据电路构造结合变压器的原理分析出电表示数的变化。
此题主要考查了变压器的构造和原理,理解原副线圈两端的匝数比和电学物理量的关系,结合电路构造和欧姆定律即可完成分析。
10.【答案】BD;
【解析】解:、理想变压器不消耗功率,故升压变压器原线圈功率等于副线圈功率,故错误;
、理想变压器不会改变交流电的频率,所以升压变压器原线圈中的交流电的频率一定等于降压变压器中副线圈交流电的频率,故正确;
、在输送过程中,由于输线线路有电阻,故会损失部分功率,则,再由可知,升压变压器原线圈中的电流将大于降压变压器中副线圈中的电流,故错误;
、升压变压器初级电压有效值为,则升压变压器次级电压为,则根据变压之比等于线圈匝数之比有:,由于导线上有电压损失,则降压变压器的原线圈电压小于,而输出电压,由题意可知,,则可知,,故正确。
故选:。
明确变压器原理,知道理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数之比,电流之比与匝数成反比,输电线路的输入功率等于用户得到的功率加上输线线路上损失的功率。
解决本题的关键掌握交变电流电压的表达式,知道各量表示的含义,知道原、副线圈的电压比等于匝数之比,电流比等于匝数之反比。
11.【答案】解:(1)升压变压器的输出电压:U2=U1=2500V
(2)传输电流:I2==A=200A
损失的功率:P损=I2R=2002×1.5=60000W
(3)降压变压器的输入电压为:
U3=U2-I2R=2500V-200×1.5V=2200V
降压变压器的匝数比:
===
答:(1)升压变压器的输出电压:U2=2500V
(2)输电导线上损失的功率为60000W;
(3)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比为10:1.;
【解析】
先根据变压比公式求解升压变压器的输出电压;
变压器不改变功率,由求出输电线中电流;由功率公式求解输电线上损耗的电功率;
求出降压变压器的中输入电压,再由电压与匝数成正比求解降压变压器原、副线圈的匝数比.
对于输电问题,要搞清电路中电压、功率分配关系,注意理想变压器不改变功率,只改变电压和电流.
12.【答案】解:(1)输电过程中损耗的功率为P损=(1-η)P=0.4P=200KW,
输电线上的电流为,
输电线损耗的功率为P损=I2r,所以输电线上的电阻为r=20Ω;
(2)输电过程中损耗的功率P损=(1-η2)P=10kW,
输电线上损耗的功率为P损=r,
输电电压为,解得:;
答:(1)输电线的总电阻r是20Ω。
(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么,发电站应使用22.4KV的电压向外输电。;
【解析】
根据求出输电电流,再根据求解输电电阻;
找到损耗功率,根据求出输电电压;
解决该题的关键是明确输电电流的求解方法,熟记功率的求解公式;
13.【答案】解:(1)降压变压器的输出功率为:
P=40×22×6=5280W
降压变压器副线圈的电流:
I4=×6×22=24A
降压变压器原线圈的电流:
I3=×24=6A
输电线损失的功率:
△P=R=144W
所以输入功率:
P1=5280+144=5424W
(2)降压变压器原线圈电压为:
U3=×220=880V
输电线上损失的电压为:
△U=I3R=24V
则发动机的输出电压为:
U2=880+24=904V
所以发电机原线圈电压:
U1=×904=226V
根据电流与匝数成反比知发电机原线圈中电流为:
I1=×6=24A,
发电机内阻分压:
Ur=24×1=24V
电动势为:
E=226+24=250V
答:(1)发电机输出功率为5424W;
(2)电动势为250V。;
【解析】
根据用户端所有灯泡消耗的电功率得出降压变压器的输出功率,根据求出降压变压器副线圈的电流,结合电流比等于匝数之反比求出输电线上的电流,根据输电线上的功率损失,抓住降压变压器的输入功率求出发电机的输出功率。从而得出输电线上的电压损失。根据降压变压器的输出电压,结合匝数比得出降压变压器的输入电压,通过电压损失得出升压变压器的输出电压,从而通过匝数比得出输入电压,结合升压变压器原线圈中的电流,根据闭合电路欧姆定律求出发电机的电动势。
解决本题的关键知道:
、原副线圈电压比、电流比与匝数比之间的关系;
、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率之间的关系;
、升压变压器的输出电压、电压损失和降压变压器的输入电压之间的关系。