人教版选择性必修二 3.4 远距离输电专题(含答案)

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名称 人教版选择性必修二 3.4 远距离输电专题(含答案)
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文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-14 21:28:44

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人教版选择性必修二第三章远距离输电专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 为了减小电能输送过程中的损耗,高压送电是当前最有效的方式。将、的交流电按照如图所示电路输送给用户,线路上总电阻,降压变压器原、副线圈的匝数比为,用户获得电压为,升压变压器原、副线圈的匝数比为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,在远距离输电电路中,升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器,其中降压变压器原副线圈的匝数比,输电线上的总电阻,输电线上损失的功率,用户两端的电压,则下列说法正确的是( )
A. 输电线上通过的电流为 B. 升压变压器的输出电压为
C. 发电机的输出功率为 D. 用户消耗的功率为
3. 如图所示,某发电厂通过升压变压器和降压变压器向远距离输送一定功率的电能,假设输电线路电阻发热是电能损失的唯一原因。若远距离输电的电压加倍,其他条件不变,下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流加倍 B. 输电线上的电能损失加倍
C. 输电线上电能损失是原来的二分之一 D. 输电线上电能损失是原来的四分之一
4. 随着经济发展,用电需求大幅增加,当电力供应紧张时,有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图,假设发电厂输出电压恒定不变,输电线的电阻为,两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后假设所有用电器可视为纯电阻电网中数据发生变化,下列说法正确的是 ( )
A. 降压变压器的输出电压减小了 B. 升压变压器的输出电流增加了
C. 输电线上损失的功率减小了 D. 发电厂输出的总功率增加了
5. 随着社会发展,人类对能源的需求日益增加,节能变得愈加重要.甲、乙两地采用电压进行远距离输电,输电线上损耗的电功率为输入总功率的倍.在保持输入总功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用的电压输电,若不考虑其他因素的影响,输电线上损耗的电功率将变为输入总功率的倍.( )
A. B. C. D.
6. 小明分别按图和图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、来模拟输电线路,忽略导线的自感作用。其中为理想升压变压器,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. 两端的电压相等 C. 损耗的功率相等 D. 图中的电流较大
7. 如图所示为远距离输电的电路图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电机输出的电压为,升压变压器的原、副线圈匝数比为,降压变压器的原、副线圈匝数比为,输电线上损耗的功率为输送功率的,用户得到的电压为,则为( )
A. B. C. D.
8. 某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为,输电电压为,输电线的总电阻为。下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流 B. 输电线上的电压损失
C. 输电线上的功率损失 D. 用户得到的功率
9. 远距离输电原理图如图所示,原线圈输入电压及输电功率恒定,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,当由改接为时,下列说法正确的是( )
A. 电压表读数减小 B. 电流表读数增大
C. 输电线上损耗的功率减小 D. 用户的功率减小
10. 某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示,,为理想变压器,为输电线路的电阻,灯泡、规格相同,保持变压器的输入电压不变,下列说法正确的是( )
A. 断开,的输入功率减小 B. 断开,不受影响
C. 将滑片下移,灯泡变暗 D. 将滑片上移,的输入功率增大
二、计算题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 如图所示,某发电机的输出功率为,输出电压为,输电线路总电阻,理想升压变压器的匝数比,为使用户获得电压,求:
输电线路损失的功率为多大?
降压变压器的匝数比是多少?
12. 三峡电站某机组输出的电功率为万千瓦.
若输出的电压为万伏,则输电线上的电流为多少
某处与电站间每根输电线的电阻为,则输电线上损失的功率为多少它占输出功率的几分之几
若将电压升高至万伏,则输电线上的电流为多少输电线上损失的功率又为多少它占输出功率的几分之几
13. 某村通过发电厂发电对用户供电,输电线路示意图如图所示,已知发电机的输出电压为,输出功率为,用变压比原、副线圈匝数比为:的理想变压器升压后向远处送电,输电导线的总电阻为,到达用户后再用变压比为:的理想变压器降压后供给用户。求:
输电线上损失的电压和电功率;
用户得到的电压和电功率。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据变压器变压比公式求出升压变压器上的输出电压,求出降压变压器上的输入电压,根据输送功率与电流的关系求出输送电流,明确导线上损耗的电压,然后联立即可求出。
解答该题关键根据变压比公式和功率关系公式列式求解,明确用户得到的功率等于发电机提供的功率减去功率消耗,不难。
【解答】
解:由题意知:输送功率,输送电压,设升压后的电压为,则:,
输电线上的电流:,
输电线上损耗的电压:,
降压变压器上的输入电压:,
对降压变压器:,
联立可得:,
故B正确,ACD错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由得输电线上通过的电流,结合电压比与匝数比的关系求出降压器输入电压,由于存在输电线上的电压损失,分析即可;由电流比与匝数比的关系求出通过用户的电流,则可得用户消耗的功率,由能量守恒求解发电机的输出功率。
掌握远距离输电过程中电压、电流及功率的关系是解题的关键。
【解答】
A.由得输电线上通过的电流,项错误;
B.,解得降压变压器的输入电压,因为存在输电线上的电压损失,升压变压器的输出电压,项错误;
D.由得通过用户的电流,用户消耗的功率,项正确;
C.发电机的输出功率,项错误。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查远距离输电中线路功率及电压损失问题,
根据输电线上输送的功率一定,求出电压加倍后的电流,再根据即可求出答案.
【解答】
解:输电线上输送的功率一定,根据知,输电电压越高输电电流越小,若输送电压提高到原来的倍,则电流减小到原来的,根据,可知,电线上损失的功率为原来的,故D正确,、、C错误。
故选D.
4.【答案】
【解析】
【分析】本题考查变压器的动态分析。当降压变压器的副线圈的支路减小时,总电阻增加,降压变压器的副线圈的电流减小;根据电流比与匝数成反比可知,升压变压器的原副线圈和降压变压器的原线圈的电流都减小;根据判断发电厂输出的总功率;根据判断输电线上损失的功率。
【解答】拉闸限电后,用电器减少,意味着并联支路减少,用户端总电阻增加,减小,也随着减小,输电线上的电压损失减小。由于发电厂输出电压恒定,输送电压也恒定,根据,则增加,也增加,故AB错误
C.根据,可知输电线上损失的功率减小了,故C正确
D.减小,也随着减小,发电厂输出电压恒定,所以发电厂输出总功率减小了,D错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
已知输送的电功率和输电电压,根据求出输电线上的电流;根据得到输电线上损失的电功率表达式,再求解即可.
本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用,要注意功率公式中中的电压应为输电电压.
【解答】
解:设输送的电功率为,当输送电压为时,在线路上损失的功率为:,,得:;
同理,当输送电压为时,在线路上损失的功率为:;
据题有:,联立解得:,即输电线上损耗的电功率将变为输入总功率的倍,故A正确,BCD错误。
故选A。

6.【答案】
【解析】解:图的实验可以采用直流电,但图的实验必须采用交流电,因为变压器是利用互感的原理工作的,故A错误;
两次实验中使用的灯泡相同,灯泡的电压相等,则两次实验中通过灯泡的电流相等,设为;
图中通过、的电流等于灯泡的电流,为;
图中,设降压变压器的匝数比为:大于,根据变压器原理可得,通过、的电流,所以。
根据可知图中两端的电压大于图中两端电压;
根据可知图中损耗的功率大于图中损耗的功率,故BC错误、D正确。
故选:。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据变压器电压之比等于原副线圈的匝数之比并结合功率公式求解即可。
本题是变压器原理和远距离输电的综合题目,基础题。
【解答】
解:根据变压器变压原理有,;设输送功率为,则,,,故B正确,ACD错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据功率公式,求解输电线上的电流;根据欧姆定律,求解输电线上的电压损失;根据公式,求解输电线电阻上的功率;用户得到的功率等于输送的总功率与输电线损失功率的差值。
本题考查了远距离输电原理、欧姆定律、电功率计算等知识点,这种题型属于基础题,只要善于积累,难度不大。
【解答】
根据功率公式,可得输电线上的电流为:,根据欧姆定律,可得输电线上的电压损失为:,故A错误,B正确;
C.输电线上的电流,根据公式,可得输电线电阻上的功率损失为:,故C错误;
D.用户得到的功率,故D错误。
故选:。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查远距离输电的动态分析,关键要明确整个过程中的功率、电压关系,尤其要注意输电线上的功率损失与什么因素有关。
原线圈电压与匝数比决定副线圈电压;副线圈的电压与负载决定副线圈电流;输电线上损耗的功率;用户的功率。
【解答】
B.原线圈输入电压及输电功率恒定,当由改接为时,根据,升压变压器副线圈匝数增大,则增大,由于,则升压变压器副线圈电流减小,所以电流表读数减小,故B错误;
A.线路损失的电压减小,则降压变压器原线圈的电压增大,则降压变压器副线圈的电压增大,所以电压表的读数增大,故A错误;
C.输电线上损耗的功率,由于升压变压器副线圈电流减小,所以输电线上损耗的功率减小,故C正确;
D.用户的功率,输电线上损耗的功率减小,所以用户的功率增大,故D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
仅将滑片上移,则升压变压器的副线圈匝数变小,所以输出电压变小,因为远距离输电的输送功率一定,根据可知,输电线上的输出电流变大,相应的变压器的输入电压降低,输出电压也降低;断开,则变压器的负载电阻变大,输出总电流变小,输出功率变小,则升压变压器的输入功率也变小。相应的输电线上的电流变小,输电线上损失的电压变小,变压器的输入电压变大,输出电压也变大。
对变压器来说,要知道输入功率、输入电压、输入电流与输出功率、输出电压、输出电流之间决定关系的关系,才是解决远距离输电的问题的关键。
【解答】
解:
断开,则变压器的负载电阻变大,输出总电流变小,输出功率变小,则升压变压器的输入功率也变小。相应的输电线上的电流变小,输电线上损失的电压变小,变压器的输入电压变大,输出电压也变大,即灯泡两端的电压变大,灯泡变亮,故A正确,B错误;
C.将滑片下移,则升压变压器的副线圈匝数变大,所以输出电压变大。又因为远距离输电的输送功率不变,根据可知,输电线上的电流变小,输电线上损失的电压变小,所以变压器的输入电压升高,输出电压也升高,所以两端电压变大。输出功率变大,灯泡变亮,故C错误;
D.将滑片上移,则升压变压器的副线圈匝数变小,所以输出电压变小。又因为远距离输电的输送功率不变,根据可知,输电线上的电流变大,输电线上损失的电压变大,所以变压器的输入电压降低,输出电压也降低,所以两端电压变小。输出功率变小,则变压器的输入功率也变小,故D错误。
故选:。
11.【答案】解:由 得,,
理想变压器:,
输电线上的电流,
输电线上的电功率损失;
降压变压器的输入电压,
降压变压器的匝数比:,
代入数据解得:;
【解析】应用变压比求出输电电压,应用功率公式求出输电电流,应用电功率公式可以求出输电线损失的功率。
求出降压变压器的输入电压,应用变压比求出降压变压器的匝数比。
解决本题的关键知道:、原副线圈电压之比、电流之比与匝数之比的关系;、升压变压器输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。
12.【答案】解:由得
输电线上损失的功率
损失功率与输出功率之比为
当电压升高至万伏时
输电线上损失的功率为
损失功率与输出功率之比为

【解析】本题考查远距离输电问题。解题的关键是知道在电能的运输时,损失的电能大多是由于电流的热效应,高压输电能减少电能的损耗,进而提高输电效率。本题解释了为什么要高压输电,与我们的生活息息相关。
由功率公式,即可得到电流;损失的功率是由于电流的热效应,可以用焦耳定律变形,,求解损失的热功率;相比得到损失功率与输出功率的比值。
13.【答案】解:设升压变压器副线圈两端的电压为,有,其中,,得:,
设输电线中的电流为,有:,其中,解得:,
输电线上损耗的电压为:,
输电线上损耗的电功率为:;
降压变压器原线圈两端的电压为:,
设用户得到的电压为,有,其中,解得,
用户得到的电功率为:;
答:输电线上损失的电压和电功率为和;
到的电压和电功率为和;
【解析】根据原副线圈的电压和匝数的关系求出,再通过求出输电电流,结合欧姆定律求出损耗的电压;
根据,求出,再根据降压变压器匝数和电压的关系求出用户得到的电压,根据,求出用户得到的功率;
解决该题的关键是明确知道变压器原副线圈的电压、电流和电功率的关系,知道输电线上损耗的电压和电功率的求解方法。
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