第二章交变电流第七节远距离输电分层训练

第七节 远距离输电
A级　抓基础
1．(多选)下列关于电能输送的说法中正确的是(　　)
A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济
B．减小输电导线上功率损失的唯一办法是采用高压输电
C．减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积
D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率的大小、距离远近、技术和经济条件等
答案：AD
2．远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U1＝110 kV和输电电压为U2＝330 kV输电．则两种情况中，输电线上通过的电流之比I1∶I2等于(　　)
A．1∶1　　　　　　 B．3∶1
C．1∶3 D．9∶1
解析：输送功率相同，根据P＝UI得，输电电流与输电电压成反比，由公式＝可知B对．
答案：B
3．晚上七八点钟，用户使用的电灯增多，灯光要比深夜暗些，这是因为(　　)
A．电路的总电流减小，每盏灯分到的电流也减小
B．电路的总电流不变，但每盏灯分到的电流减小
C．电路的总电流增大，使输电干线上的电压降增大
D．电路的总电流增大，使输电干线上的电压降减小
解析：晚上七八点钟，由于负载增多，总电阻减小，根据欧姆定律I＝可知，输电线上的电流增大，输电线上损失的电压变大，所以用户获得的电压减小，每盏灯两端的电压降低，故C正确，ABD错误．
答案：C
4．(多选)某发电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用理想变压器将电压升高到220 kV送电，下面哪个选项正确(　　)
A．因I＝，所以输电线上的电流增为原来的20倍
B．因I＝，所以输电线上的电流减为原来的
C．因P＝，所以输电线上损失的功率增为原来的400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
解析：根据P＝UI得I＝，输送功率一定，输送电压变为原来的20倍，则输送电流变为原来的，故A错误，B正确；根据P损＝I2R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；根据P损＝I2R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400倍，根据R＝ρ＝ρ，直径变为原来的，故D正确．
答案：BD
5．(多选)某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电流I＝
B．输电线上的电流I＝
C．输电线上损失的功率P＝R
D．输电线上损失的功率P＝
解析：输电线上的电流I线＝＝故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝IR＝R＝，故C正确，D错误．
答案：BC
6．(多选)某发电厂通过远距离向某学校输电，输送的电功率为P，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，则下列说法正确的是(　　)
A．输送的电压越高，输电线路上损失的电压越大
B．输电线路上损失的电压与输送电流成正比
C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成正比
D．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比
解析：设输电电压为U，线路电阻为R，由P＝UI得输电电流I＝，则损失电压为U损＝IR＝，A错，B对．线路上损失的功率P损＝I2R＝知C错，D对．
答案：BD
B级　提能力
7．有一台交流发电机E，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(　　)
A．P2变大，P3变大 B．P1变小，P2变小
C．U2变小，U3变小 D．U2变小，U4变大
解析：当用户消耗的电功率变大时，由于是理想变压器，则P3也会变大，由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，故A正确，B错误；线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以U3变小，U4变小，故C、D错误．
答案：A
8．分别用220 V和1 100 V的电压输电，输送电功率相同，导线材料和送电距离也相同．若要输电线路上的功率损失也相同，则所用导线的横截面积之比是(　　)
A．25∶1 B．5∶1
C．1∶5 D．1∶25
解析：设导线的电阻率为ρ，导线的横截面积为S，导线总电阻为R，送电距离为L，输电电压为U，输电线中电流为I，输送功率为P，则由P＝UI得，I＝，输电损失的电功率为ΔP＝I2R，R＝ρ，联立可得：ΔP＝·ρ.由题意，P、L、ρ、ΔP相等，则有S1∶S2＝U∶U＝1 1002∶2202＝25∶1.故选A.
答案：A
9．(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，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改接为1时，下列说法正确的是(　　)
A．电压表读数增大
B．电流表读数增大
C．电流表读数减小
D．输电线上损失的功率减小
解析：K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增多，根据U1∶U2＝n1∶n2可知输电电压U2升高．所以输电线电压增大，所以最终降压变压器的输出电压变大，电压表测路端电压，示数变大，A正确；电压表示数增大，电流增大，所以电流表的示数增大，B正确，C错误；电流表示数增大，输电线损失功率增大，D错误．
答案：AB
10．(多选)如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是(　　)
A．适当减小输电线的电阻r
B．适当提高
C．适当提高的同时，降低
D．适当降低的同时，提高
解析：当发电机输出功率一定时，为使远距离用户得到更多的功率，需减小输电线上的功率损失，根据ΔP＝I2r，可以减小输电线的电阻r，A对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高，这样使线圈n3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低，C对．
答案：AC
11．发电厂输出的交变电压为22 kV，输出功率为2.2×106 W，现在用户处安装一降压变压器，用户电压为220 V，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 Ω.求：
(1)输电导线上损失的电功率；
(2)变压器原、副线圈的匝数之比．
解析：(1)导线上输送的电流为
I线＝＝ A＝100 A
则输电线损失电功率
P损＝IR线＝1002×22 W＝2.2×105 W
(2)降压变压器原线圈电压
U1＝U总－U线＝U总－I线R＝19 800 V
所以原副线圈匝数比
＝＝＝
答案：(1)2.2×105 W　(2)90∶1
12．水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一．某小河水流量为40 m3/s，现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1 000 kW的发电机发电，采用高压输电，高压输电线的总电阻为5Ω，损耗总功率的5%.求：
(1)能使多少盏“220 V，100 W”的电灯正常发光？
(2)设发电机输出电压为500 V，则所用理想升压变压器原副线圈匝数比应是多大？
(3)若所用发电机总效率为50%，则拦河坝要建多高(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2)?
解析：(1)用户得到的功率P用＝P×95%，P用＝n×P灯，n＝9 500 盏．
(2)输电线上损失的功率P×5%＝I2R，设升压变压器原线圈两端的电压为U1，副线圈两端的电压为U2升压变压器输出功率P＝U2I且P＝P总，则U2＝10 000 V，由＝解得＝.
(3)由水流流量Q知，每秒钟到达发电机涡轮组的水的体积V＝Q
每秒钟到达发电机涡轮组的水的质量m＝ρV，由题意知：mgh×50%＝P，解得h＝5 m.
答案：(1)9 500　(2)　(3)5 m