2018版高中物理课时作业十三电能的输送新人教版选修3_2

课时作业(十三)　电能的输送
一、单项选择题
1．以下关于电能输送的说法，正确的是(　　)
A．由公式P＝知，输电电压越低，输电线上的功率损失越少
B．由公式P＝知，输电线电阻越大，输电线上的功率损失越少
C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电线上的功率损失越大
D．由公式P＝UI知，输电线上的功率损失与电流成正比
解析：输电线损失的功率ΔP＝I2R，故C正确；因U＝ΔU＋U3，ΔU为线损电压，U3为降压变压器的原线圈电压，A中的U不是输电电压，故A错误，分析可知B、D也错误．
答案：C
2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时(　　)
A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低
B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小
C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大
D．供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小
解析：照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器多，总电阻变小，供电线路上的电流变大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，C正确．
答案：C
3．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失可降为(　　)
A．3.3 kW　B．1.1 kW
C．30 kW D．11 kW
解析：由P＝UI，ΔP＝I2R可得：ΔP＝R，所以当输送电压增大为原来的3倍时，线路损失变为原来的，即ΔP＝1.1 kW.
答案：B
4．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为ΔP，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的，则输电电压应为(　　)
A．100U0 B.U0
C. D.
解析：设线路电阻为r，损失功率为ΔP＝I2r，线路电流为I＝
解得ΔP＝
则ΔP∝
当ΔP为原来的时，U′0＝U0
选项B正确．
答案：B
5．(安庆高二检测)如图为远距离的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，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，流入用户端的电流为I2.则(　　)
A．用户端的电压为
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为Ir
D．输电线路上损失的电功率为I1U
解析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则U1I1＝U2I2，得U2＝，故A正确；发电厂的输出电压是U，所以输电线上的电压降不可能是U，故B错误；等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线路上损耗的功率是Ir，故C错误；发电厂的输出电压是U，末端间的电压为U1，输电线路上损失的电功率是I1(U－U1)，故D错误．
答案：A
二、多项选择题
6．电能输送的过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失(　　)
A．与输电线上电压损失的平方成反比
B．与输送电压的平方成正比
C．与输电线上电压损失的平方成正比
D．与输电电流的平方成正比
解析：输电线上的功率损失ΔP＝I2R，电压损失ΔU＝U－U′＝IR，输电电流I＝，所以ΔP＝I2R＝＝2R.可见在输送功率P一定时，ΔP与ΔU2成正比，与U2成反比，与I2成正比．
答案：CD
7．在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是(　　)
A．P′＝
B．P′＝
C．P用＝P－
D．P用＝P
解析：输电线电阻R＝ρ，输电电流I＝，
故输电线上损失的电功率为
P′＝I2R＝2ρ＝
用户得到的功率为
P用＝P－P′＝P.
答案：BD
8．(烟台高二检测)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，则下列说法中正确的是(　　)
A．根据公式I＝，提高电压后输电线上的电流降为原来的
B．根据公式I＝，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C．根据公式P损＝I2R＝R，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的
D．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
解析：输电线上电流为I＝，也可以用I＝来表示，其中ΔU为输电线电阻R两端的电压，而不是输送电压，故A正确、B错误；输电线上的功率损失为P损＝I2R＝R，C正确；如果用P损＝，则U应为R两端的电压ΔU，故D错误．
答案：AC
9．如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1＝n4A．A1、A3的示数相等
B．A1、A2、A3的示数相等
C．A1的示数大于A2的示数
D．A2的示数大于A3的示数
解析：因为＝，＝，n1＝n4I2，I4>I3，即A1的示数大于A2的示数；A2的示数小于A3的示数；又I2＝I3，所以I1＝I4，即A1、A3的示数相等，选项A、C正确，B、D错误．
答案：AC
10．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3.当用户用电器的总电阻减少时(　　)
A．U1∶U2＝U4∶U3
B．用户的电压U4增加
C．输电线上损失功率增大
D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率
解析：根据＝，＝，以及n1∶n2＝n4∶n3，知U1∶U2＝U4∶U3，故A正确．用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据P损＝I2R知，输电线上损耗的功率增大，根据ΔU＝IR知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，则降压变压器的输入电压变小，用户的电压U4减小，故C正确、B错误．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D错误．
答案：AC
三、非选择题
11．某小河水流量为4 m3/s，水流下落的高度为5 m．现在利用它来发电，设所用发电机的总效率为50%，求：
(1)发电机的输出功率；
(2)若输电导线的总电阻为4 Ω，输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的5%，则需用多大的电压输送电能？
(3)在(2)的条件下，输电导线上的电压损失．
解析：(1)水由高处流下，重力势能转化为动能，推动水轮机做功，设水的流量为Q，则发电机的输入功率P1＝ρQgh
所以输出功率为P2＝ηP1＝ηρQgh＝50%×1.0×103×4×9.8×5 W＝9.8×104 W.
(2)设输电电压为U，输电线上的电流为I，电阻为R，损失的电功率为P3.由P3＝I2R得
I＝＝＝ A＝35 A
由P2＝IU得输电电压
U＝＝ V＝2.8×103 V.
(3)输电导线上损失的电压为
ΔU＝IR＝35×4 V＝140 V.
答案：(1)9.8×104 W　(2)2.8×103 V
(3)140 V
12．(江西丰城中学周考)如图所示为演示远距离输电的装置，理想变压器T1、T2的原副线圈匝数比分别为1∶4和5∶1，交流电源的内阻r＝1 Ω，三只灯泡的规格均为“6 V,1 W”，输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光，则交流电源的电动势E为多大？
解析：设变压器T1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，变压器T2的原线圈电压为U3，副线圈电压为U4.通过T1原线圈的电流为I1，输电线中的电流为I2，T2副线圈中的电流为I3.根据题意得：U4＝6 V，而I3＝0.5 A
对T2，由I2n3＝n4I3得：I2＝I3＝0.1 A
线路上损失的电压为ΔU线＝I2R线＝1 V
由＝得：U3＝U4＝30 V
由线路上的电压关系得：U2＝ΔU线＋U3＝31 V
由＝得：U1＝U2＝7.75 V
再对T1由I1n1＝I2n2求得：I1＝0.4 A
最后由闭合电路欧姆定律得：E＝I1r＋U1＝8.15 V
答案：8.15 V