2017-2018学年下学期高二物理人教版（期中复习）每日一题2018年4月18日+远距离输电问题
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年下学期高二物理人教版（期中复习）每日一题2018年4月18日+远距离输电问题 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 470.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-18 17:25:06 | ||
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文档简介
4月18日 远距离输电问题
考纲要求：Ⅰ
难易程度：★★★☆☆
如图所示为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1=4 400sin100πt V，电流I1=1 000A，不计变压器损耗，则下列判断正确的是
A．U1=4 400V
B．I2<1 000 A
C．I2U2=4.4×106 W
D．用户得到的交流电频率为100π Hz
【参考答案】BC
【试题解析】根据电厂输出电压u1=4 400sin100πt V，知U1==4 400 V，故A错误；根据升压变压器>1知，I2<1 000 A，故B正确；P=U1I1=I2U2=4 400×1 000 W=4.4×106 W，故C正确；根据电厂输出电压u1=4 400sin100πt V知频率为50 Hz，变压器不改变频率，故D错误。
【名师点睛】解决本题的关键掌握远距离输电是通过高压输电的，这样可以减少输电线的损失，知道功率与输电电流和电压的关系，变压器不改变频率。
【知识补给】
远距离输电问题
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。
2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）
（1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3；
（2）电压、电流关系：，，U2=ΔU+U3，I2=I3=I线；
（3）输电电流：；
（4）输电线上损耗的电功率：P损=I线ΔU=I线2R线=R线。
当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。
3．远距离输电问题的“三二一”
（1）理清三个回路
（2）抓住两个联系
①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是，，P1=P2；
②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是，，P3=P4。
（3）掌握一个守恒
能量守恒关系式P1=P损+P3
“西电东送”是我国一项重大的能源发展战略。将西部地区的电能输送到东部地区，为了减少输电过程中的电能损失，实现远距离输电应采用的有效方法是
A．增大输电的电流
B．提高输电电压
C．减小输电线电阻
D．以上办法都不行
如图所示为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是
A．增加输电导线的横截面积不影响输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
电能输送过程中，若输送的电功率一定，在输电线电阻保持不变的情况下，输电线上损失的电功率等于
A．与输送电压的平方成正比
B．与输送电压的平方成反比
C．与输电线上损失的电压的平方成正比
D．与输电线中电流的平方成正比
中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则
A．送电电流变为原来的2倍
B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍
C．输电线上降落的电压将变为原来的
D．输电线上损耗的电功率将变为原来的
某地在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，为一村办企业供电，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，求：
（1）若不用变压器而由发电机直接输送，村办企业得到的电压和功率是多少？
（2）若村办企业需要220 V电压，且要求输电线损耗功率为输送功率的4%，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)
如图所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户（升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器），若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，求：
（1）升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。
【参考答案】
失功率越大，损失的电能越多，故C错误；在高压输电的过程中，电压过高时，感抗和容抗影响较大，所以不一定是电压越高越好，故D正确。
【名师点睛】此题考查远距离输电问题；解决本题的关键掌握输电功率与输电电压的关系，以及损失功率与输电电流的关系。
BCD 输电功率一定、输电线电阻一定时，由P=UI可知：，输电线上损失的功率，由此可知，输电线上损耗的电功率与输送电流的平方成正比，与输送电压的平方成反比，故BD项正确，A项错误。由公式知与输电线上损失的电压的平方成正比，故C正确。
C 根据求出输电线上的电流，与输送的电压成反比，即输电线上的电流将变为原来的，故A错误；由上可知，输电线上的电流将变为原来的，根据U=IR可知，输电线上降落的电压将变为原来的，故B错误，C正确；当以不同电压输送时，有P=U1I1=U2I2，而在线路上损失的功率为可知，损失的功率与电压的平方成反比，即?P1:?P2=4:1，所以输电线上损失的功率为，故D错误。
（2）建立如图所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比。本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流，再根据输出功率求出，然后再求出。
由线路损耗的功率可得：
又因为，所以有
根据理想变压器规律有：，
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1:3和72:11
（2）P损=R线，P损=0.04P1
所以R线==15.625 Ω
因为ΔU=U2–U3=I2R线
所以U3=U2–I2R线=6 000 V
考纲要求：Ⅰ
难易程度：★★★☆☆
如图所示为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1=4 400sin100πt V，电流I1=1 000A，不计变压器损耗，则下列判断正确的是
A．U1=4 400V
B．I2<1 000 A
C．I2U2=4.4×106 W
D．用户得到的交流电频率为100π Hz
【参考答案】BC
【试题解析】根据电厂输出电压u1=4 400sin100πt V，知U1==4 400 V，故A错误；根据升压变压器>1知，I2<1 000 A，故B正确；P=U1I1=I2U2=4 400×1 000 W=4.4×106 W，故C正确；根据电厂输出电压u1=4 400sin100πt V知频率为50 Hz，变压器不改变频率，故D错误。
【名师点睛】解决本题的关键掌握远距离输电是通过高压输电的，这样可以减少输电线的损失，知道功率与输电电流和电压的关系，变压器不改变频率。
【知识补给】
远距离输电问题
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。
2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）
（1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3；
（2）电压、电流关系：，，U2=ΔU+U3，I2=I3=I线；
（3）输电电流：；
（4）输电线上损耗的电功率：P损=I线ΔU=I线2R线=R线。
当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。
3．远距离输电问题的“三二一”
（1）理清三个回路
（2）抓住两个联系
①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是，，P1=P2；
②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是，，P3=P4。
（3）掌握一个守恒
能量守恒关系式P1=P损+P3
“西电东送”是我国一项重大的能源发展战略。将西部地区的电能输送到东部地区，为了减少输电过程中的电能损失，实现远距离输电应采用的有效方法是
A．增大输电的电流
B．提高输电电压
C．减小输电线电阻
D．以上办法都不行
如图所示为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是
A．增加输电导线的横截面积不影响输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
电能输送过程中，若输送的电功率一定，在输电线电阻保持不变的情况下，输电线上损失的电功率等于
A．与输送电压的平方成正比
B．与输送电压的平方成反比
C．与输电线上损失的电压的平方成正比
D．与输电线中电流的平方成正比
中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则
A．送电电流变为原来的2倍
B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍
C．输电线上降落的电压将变为原来的
D．输电线上损耗的电功率将变为原来的
某地在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，为一村办企业供电，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，求：
（1）若不用变压器而由发电机直接输送，村办企业得到的电压和功率是多少？
（2）若村办企业需要220 V电压，且要求输电线损耗功率为输送功率的4%，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)
如图所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户（升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器），若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，求：
（1）升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。
【参考答案】
失功率越大，损失的电能越多，故C错误；在高压输电的过程中，电压过高时，感抗和容抗影响较大，所以不一定是电压越高越好，故D正确。
【名师点睛】此题考查远距离输电问题；解决本题的关键掌握输电功率与输电电压的关系，以及损失功率与输电电流的关系。
BCD 输电功率一定、输电线电阻一定时，由P=UI可知：，输电线上损失的功率，由此可知，输电线上损耗的电功率与输送电流的平方成正比，与输送电压的平方成反比，故BD项正确，A项错误。由公式知与输电线上损失的电压的平方成正比，故C正确。
C 根据求出输电线上的电流，与输送的电压成反比，即输电线上的电流将变为原来的，故A错误；由上可知，输电线上的电流将变为原来的，根据U=IR可知，输电线上降落的电压将变为原来的，故B错误，C正确；当以不同电压输送时，有P=U1I1=U2I2，而在线路上损失的功率为可知，损失的功率与电压的平方成反比，即?P1:?P2=4:1，所以输电线上损失的功率为，故D错误。
（2）建立如图所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比。本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流，再根据输出功率求出，然后再求出。
由线路损耗的功率可得：
又因为，所以有
根据理想变压器规律有：，
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1:3和72:11
（2）P损=R线，P损=0.04P1
所以R线==15.625 Ω
因为ΔU=U2–U3=I2R线
所以U3=U2–I2R线=6 000 V