高中物理人教版选修3-2 能力提升练习第五章 第5节　电能的输送　课后达标能力提升 Word版含解析

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【A组　基础巩固】
1．下列关于高压直流输电的说法，正确的是(　　)
A．高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送
B．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响
C．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响
D．直流输电，用户可以直接得到直流电
解析：选B.现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交流，D错误；变压器只能对交流起作用，对直流不起作用，A错误；在输电功率大、输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，当然电阻对直流和交流是同样有影响的，B正确，C错误．
2．下列关于减少远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是(　　)
A．因为热功率P＝，所以应降低输电电压，增大输电导线的电阻，才能减少输电导线上的热损耗
B．因为热功率P＝IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减少输电导线上的热损耗
C．因为热功率P＝I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减少输电导线上的热损耗
D．以上说法均不正确
解析：选C.不能盲目套用公式，要注意其物理意义，在求热损耗时可以用P损＝IR线或用P热＝U线I线，也可用P＝，但U必须为输电导线两端的电压降，故选项C正确．
3．(多选)为了消除高压输电线上的冰，假设利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热消耗功率为P损；除冰时，输电线上的热功率需要变为9P损，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(　　)
A．输电电流为3I
B．输电电流为9I
C．输电电压为3U
D．输电电压为U
解析：选AD.输电线上损失的功率为P损＝I2R线＝R线，由该式可知要使P损增大为原来的9倍，输电电流应变为原来的3倍或输电电压变为原来的，故选项A、D正确．
4．(2019·江苏东台创新学校月考)如图所示是远距离输电的示意图，下列说法正确的是(　　)
A．a是升压变压器，b是降压变压器
B．a是降压变压器，b是升压变压器
C．a的输出电压等于b的输入电压
D．a的输出电压等于输电线上损耗的电压
解析：选A.远距离输电先升压，后降压，选项A正确，选项B错误；由于输电线上有电压损耗，故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损耗的电压之和，选项C、D错误．
5．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：选B.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．
6．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：选C.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．
7．(多选)(2019·湖北沙市中学月考)供电电路的电源的输出电压为U1，线路导线上的电压为U2，用电器得到的电压为U3，导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，若要计算线路上的损失功率，可用的公式有(　　)
A. B．I(U1－U3)
C．I2R D．
解析：选BCD.U1不等于线路上的电压，A错误；线路导线上的电压为U2＝U1－U3，导线中电流为I，线路上的损失功率P＝UI＝I(U1－U3)，B正确；导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，线路上的损失功率P＝I2R，C正确；线路导线上的电压为U2，线路导线的总电阻为R，线路上的损失功率P＝，D正确．
8．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为220 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则(　　)
A.>
B.<
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
解析：选AD.由于在输电线上有电压和功率的损失，所以升压变压器的输出电压、输出功率都大于降压变压器的输入电压、输入功率，故C错误，D正确；由变压器规律可知＝，＝，而U2>U3，所以>，故A正确，B错误．
【B组　素养提升】
9．(多选)(2019·湖北黄冈中学模拟)如图所示，为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经过变电所将高压变为低压．某变电所将电压u0＝11 000sin 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则该变电所变压器(　　)
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．原线圈中电流的频率是50 Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
解析：选AB.根据电压u0＝11 000sin 100πt(V)可知降压变压器原线圈的电压为11 000 V，则＝＝＝，选项A正确；交流电的频率f＝＝ Hz＝50 Hz，经过变压器后，交流电的频率不变，选项B正确；降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的电流，为了使线圈放出的热量尽量少，则副线圈导线的电阻应小于原线圈导线的电阻，则副线圈导线应比原线圈导线粗，选项C错误；副线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和，而原、副线圈中的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，选项D错误．
10．(多选)(2019·甘肃临夏中学月考)如图所示为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2.下列说法正确的是(　　)
A．采用高压输电可以增大输电线中的电流
B．升压变压器原、副线圈匝数比＝
C．输电线损耗的功率为
D．将P上移，用户获得的电压将升高
解析：选BD.发电机输出功率恒定，根据P＝UI可知，采用高压输电可以减小输电线中的电流，故A错误；升压变压器原、副线圈匝数比等于输入电压和输出电压比，＝，故B正确；U2等于输电线路上的电压降与降压变压器输入电压之和，故C错误；若P上移，降压变压器的原线圈匝数减少，由以上分析可知，用户获得的电压将增大，故D正确．
11．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，
(1)求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．
解析：(1)对升压变压器，据公式＝，有
U2＝U1＝×250 V＝6 250 V
I2＝＝＝ A＝16 A.
(2)P损＝IR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.
答案：(1)6 250 V　16 A　(2)15.625 Ω　6 000 V
12．北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念．如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98 550 kW·h的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用．假如该发电系统的输出功率为1×105 W．求：
(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能？
(2)假若输出电压250 V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器．
解析：(1)P＝1×105 W，t＝365×6 h
E＝Pt＝2.19×105 kW·h或E＝7.884×1011 J.
(2)依题意作出如图输电示意图．
升压变压器原线圈的电流为
I1＝＝ A＝400 A
当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则IR线＝5%P
所以I2＝ ＝  A＝25 A
升压变压器的匝数比为
＝＝＝1∶16.
答案：(1)2.19×105 kW·h或7.884×1011 J
(2)1∶16