高中物理人教版选修3-2假期作业：5.5 交变电流+电能的输送假期作业（十一）+Word版含解析

假期作业(十一)　电能的输送

1．关于电能输送的以下分析，正确的是(　　)
A．由公式P＝知，输电电压越高，输电线上功率损失越少
B．由公式P＝知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少
C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大
D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比
【解析】　输电线上损失的功率P损＝I2R线＝，U损指输电线上的分压，而不是输电电压，选项C正确．
【答案】　C
2．(·九江一中高二检测)在电能的输送过程中，若输送的电功率一定，则关于输电线上损耗的电功率的以下说法中不正确的是(　　)
A．与输送电压的平方成反比
B．与输电线上的电压降的平方成正比
C．与输送电压成反比
D．与输电线中的电流的平方成正比
【解析】　由ΔP＝IR线＝·R线知，A对，C错；由ΔP＝ΔU2/R线知B项正确；由ΔP＝IR线知D项正确．
【答案】　C
3．(多选)远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损耗和功率损耗的说法中，正确的是(　　)
A．输电线上的电功率损耗原来的1/n
B．输电线上的电功率损耗是原来的1/n2
C．输电线上的电压损耗是原来的1/n
D．输电线上的电压损耗是原来的n倍
【解析】　由P＝UI知，当输送的功率P一定，电压升高为原来的n倍时，输电电流I′＝P/U′＝P/(nU)＝I.又P损＝I2R线，所以输电线上的功率损失P′损＝R线＝P损，即B正确，A错误．输电线上的电压损失ΔU′＝I′R线＝IR线＝ΔU，C正确，D错误．
【答案】　BC
4．(多选)(·德阳高二检测)远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电，采用高压输电的优点是(　　)
A．可节省输电线的铜材料
B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减小输电线上的能量损失
D．可加快输电的速度
【解析】　远距离输电往往输送的电功率一定，根据P＝UI知，输送电压U越高，则输送电流I＝越小，据P损＝I2r知，在输电线损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料)；若输电线确定，即r确定，则可减小输电线上的能量损耗，故选项A、C正确．交变电流的频率是一定的，不需调节，输电的速度就是电磁波的传播速度，故选项B、D错误．
【答案】　AC
图5-5-4
5．如图5-5-4所示为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(　　)
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
【解析】　变压器的输入功率、输入电流的大小是由用户消耗的功率大小决定的，A、B项错误．用户的总电阻减小，根据P＝，输电电压不变，消耗的功率增大，输电线上的电流增大，再根据P损＝I2·r，因此线路损失功率增大，C项正确．升压变压器的输出电压等于在输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器输入电压，D项错误．
【答案】　C
6．(·浙江高考)如图5-5-5所示为远距离交流输电的简化电路图．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(　　)
图5-5-5
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】　由理想变压器输入、输出功率相等可知P1＝P2，即U1I1＝U2I2，U2＝，A正确．输电线上的电压降为ΔU＝U－U1，B错．理想变压器的输入功率P＝U1I1＝UI1－Ir，C错．输电线路上损失的电功率为ΔP＝I·r＝I1U－I1U1，D错．
【答案】　A
7．用电压U和KU分别输送相同电功率，且在输电线上损失的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为(　　)
A．K∶1　　B．1∶K　　C．K2∶1　　D．1∶K2
【解析】　由R＝ρ，P＝UI，ΔP＝I2R，得ΔP＝，可见在其他物理量一定时，S与U2成反比，故C正确．
【答案】　C
8．远距离输电线路的示意图如图5-5-6所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(　　)
图5-5-6
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
【解析】　用户用电的总功率增加，升压变压器、降压变压器的原、副线圈电流都要增加，故A错误；输电线的电流由用户消耗的功率和高压输电电压有关，故B错误；用户总电阻减少，而输出电压不变，所以电流增大，功率损失P损＝I2R增大，故C正确；升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压＋线路电压损失，故D错误．
【答案】　C

9．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
10．(·江苏高考)远距离输电的原理图如图5-5-7所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)
图5-5-7
A.＝ B．I2＝
C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2
【解析】　由理想变压器可知＝，选项A错；I2＝，而U2＝UR＋U3，故I2＜，B错；P入＝P出，即U1I1＝U2I2，而U2≠I2R，C项错，D项正确．
【答案】　D
11．在远距离输电时，如果升压变压器输出电压是2 000 V，输出功率是10 kW，输电线电阻是20 Ω，求：
(1)输电线上损失的功率和损失的电压；
(2)用户能得到的功率和电压．
【解析】　本题考查高压输电线路中的电压损失和功率损失，解题的关键是利用输电线损失功率的公式P损＝I2R，求出输送电流．
(1)由P出＝I线U出，得I线＝＝ A＝5 A，
则输电线上损失的功率P损＝IR＝52×20 W＝500 W，
损失的电压ΔU＝I线R＝5×20 V＝100 V.
(2)用户得到的电压和功率分别为
U用＝U出－ΔU＝2 000 V－100 V＝1 900 V，
P用＝P出－P损＝10×103 W－500 W＝9 500 W.
【答案】　(1)P损＝500 W　ΔU＝100 V
(2)P用＝9 500 W　U用＝1 900 V
12．如图5-5-8所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV高压输电，最后用户得到“220 V　9.5 kW”的电能，求：
图5-5-8
(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
(2)输电线路导线电阻R；
(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比.
【解析】　(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比
＝＝＝.
(2)由P损＝IR，输送电流取决于输出电压及输送功率，有I2＝
所以R＝＝＝Ω＝20 Ω.
(3)设降压变压器原线圈上电压为U3，
U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20) V＝1 900 V
所以降压变压器原、副线圈匝数比为：
＝＝＝.
【答案】　(1)　(2)20 Ω　(3)