2019-2020学年教科版选修3-2 2.7电能的输送 达标作业（解析版)

2.7电能的输送
达标作业（解析版)
1．远距离输电的原理图如图所示，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(　　)
A．
B．I2＝
C．I1U1＝I22R
D．I1U1＝I2U2
2．如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1＝220sin100πt(V)，则下列表述不正确的是 （ ）
A．U1＜U2，U3＞U4
B．U1＝220 V
C．若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的
D．用户得到的交变电流频率为25 Hz
3．远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当k由2改接为1时，下列说法不正确的是（ ）
A．电压表读数增大 B．电流表读数减小
C．灯泡的实际功率在减小 D．输电线上损失的功率减小
4．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为若发电机线圈的转速变为原来的，则　　
A．R消耗的功率变为 B．电压表V的读数变为
C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变
5．下列说法正确的是
A．电视机铭牌上所标的“额定电压220V”指的是交流电压的峰值
B．交流发电机发出的电流方向不变
C．远距离输电要用高电压，是为了减少输电线上的电能损失
D．升压变压器的原、副线圈匝数相同
6．如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100 kW，输出电压U1=500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220 V，变压器均为理想变压器。则
A．输电线上的输送电流为250A
B．输电线上损失的电压为280V
C．输电线上损失的电功率为4kW
D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3:n4=48:11
7．某同学在实验室中研究远距离输电的相关规律，由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共有8卷代替输电线路（忽略输电线的自感作用）。第一次试验采用如图甲所示的电路图，将输电线与学生电源和用电器直接相连，测得输电线上损失的功率为，损失的电压为；第二次试验采用如图乙所示的电路图，其中理想变压器与学生电源相连，其原副线圈的匝数比，理想变压器与用电器相连，测得输电线上损失的功率为，损失的电压为，两次实验中学生电源的输出电压与电功率均相同，下列正确的是
A． B．
C． D．
8．如图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( )
A．用户端的电压为
B．输电线上的电压降为U－U1
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1U
9．如图所示为远距离输电原理图，图中的电压表、电流表均为理想电表，变压器为理想变压器，发电机输出的电压恒定.若电压表V2示数减小，则
A．电压表V1示数减小 B．电流表A1示数减小
C．电流表A2示数变大 D．发电机输出的功率变大
10．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则
A．发电机输出交流电的电压有效值是500V
B．降压电器上交流电的频率是50Hz
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
11．如图为远距离输电过程的示意图．已知某个小型发电机的输出功率为90kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为5Ω，在用户端用一降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制为2kW（即用户得到的功率为88kW），求：

(1)降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流．
(2)输电线上损失的电压和升压变压器输出的电压．
(3)两个变压器各自的匝数比．
12．发电机的输出电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω.如果用初、次级线圈匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10：1的降压变压器降压供给用户.求用户得到的电压和功率.
13．三峡水电站是我国最大的水力发电站，平均水位落差约100 m，水的流量约1.35×104 m3/s．船只通航需要约3 500 m3/s的流量，其余流量全部用来发电．水流冲击水轮机发电时，水流减少的势能有20% 转化为电能，重力加速度g=10m/s2．
（1）按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大是多大？
（2）某省每户月平均用电量最高为240 kW·h，三峡电站至少可以满足该省多少户家庭生活用电？
（3）把某抽水蓄能电站产生的电能输送到城区．已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R，要使输电线路上损耗的功率小于ΔP．求输电电压的最小值U．
14．在输送一定功率的电能时，为减少输电导线因发热而损失的电能，有效的方法是______(填“提高”成“降低”)送电的电压：若变压器副线圈两端的电压大于原线圈两端的电压，则副线圈的匝数_______(填“大于”“小于“或“等于”)原线圈的匝数。
15．某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______．
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：理想变压器原副线圈两端的电压与线圈的匝数成正比，有：＝，由能量守恒定律可知：P1＝I1U1＝P2＝I2U2，故选项D正确；因此＝，故选项A错误；输电线两端的电压应为升压器副线圈两端电压与降压器原线圈两端电压U3之差，因此根据欧姆定律有：I2＝，故选项B错误；降压器的输入功率为：P3＝I2U3，因此有：I1U1＝I22R＋I2U3，故选项C错误．
考点：本题主要考查了远距离输电的应用问题，属于中档题．
2．D
【解析】
试题分析：电厂发出的电，经过升压变压器进行升压，后经过降压变压器降压后输送给用户，根据P=UI，得出输电电流与输送功率的关系，再根据得出损失的功率，输电过程中功率不变．
电厂发出的电，经过升压变压器进行升压，后经过降压变压器降压后输送给用用户，所以，A正确；根据有效值与最大值的关系可知，B错误；若提高为原来的10倍，则电流为原来的，根据可知，输电线上损失的功率为原来的，C正确；输电过程中功率不变，所以用户得到的交流电的频率仍为50Hz，故D错误．
3．C
【解析】
【详解】
理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系． B.发电站输出功率P1和发电站输出电压U1是不变的，k接到1后，升压变压器副线圈匝数n2增多，根据知电压U2升高，所以输电线电压增大，由于输送功率不变，所以电流减小，即电流表示数变小，选项B正确；
D.损失功率，电流减小，所以损失功率减小，选项D正确；
A.损失电压，电流减小，所以减小，所以最终降压变压器的输出电压变大，电压表测路端电压，电压表示数变大，选项A正确；
C. 灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率在增大，选项C错误。
本题选不正确的，故选C。
4．B
【解析】
【分析】
根据公式分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况；根据判断原副线圈中电流电压的变化情况，根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化；
【详解】
AB．根据可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据可知电动机产生的最大电动势为原来的，根据可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据可知R消耗的电功率变为，A错误B正确；
C．副线圈中的电流为，即变为原来的，根据可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误；
D．转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误．
【点睛】
本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为有效值，在理想变压器中，恒有，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率．
5．C
【解析】电视机铭牌上所标的“额定电压220V”指的是交流电压的有效值，选项A错误；交流发电机发出的电流方向不断变化，选项B错误；远距离输电要用高电压，是为了减少输电线上的电能损失，选项C正确；升压变压器的原线圈匝数大于副线圈匝数，选项D错误；故选C.
6．C
【解析】
【详解】
A.根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比得，所以有：，发电机的输出功率为100kW，所以有，输电线中电流为，故选项A错误；
B.输电线上的电压损失，故选项B错误；
C.输电导线上损失的电功率为，故选项C正确；
D.可得，降压变压器原、副线圈的匝数比是，故选项D错误。
7．BC
【解析】设学生电源提供的电压为U，输出功率为P，输电线的总电阻为r，则第一次实验中的电流为，故，；第二次试验中，根据变压器电流反比线圈匝数可知，输电线中的电流为，故，，所以，，BC正确．
【点睛】对于远距离输电这一块：
（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；
（2）电压损失：，输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；
（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③．
8．AB
【解析】
【详解】
A、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：；故A正确；
B、输电线上的电压降为△U=U-U1，故B正确；
C、输入功率P=U1I1，故C错误；
D、损失的功率，故D错误；
故选AB.
9．CD
【解析】
【详解】
A．由于发电机输出电压不变，因此由变压器的变压比可知，电压表V1的示数不变，A项错误；
BD．由于电压表V2示数减 小，可知降压变压器原线圈两端的电压变小，因此输电线上损失的电压△U变大，由可知，输送电流增大，电流表A1的示数变大,发电机的输出功率增大，B项错误,D项正确；
C．根据变流比可知，电流表A2的示数增大，C项正确.
故选CD。
10．BD
【解析】
【详解】
A．由图象可知交流的最大值为Um=500V，因此其有效值为，故A错误；
B．发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故
故B正确；
C．输电线中的电流与需要传输的功率有关，传输的电流越大，输电线中的电流也越大，故C错误；
D．当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故D正确；
故选BD。
11．(1)I2=20A (2)U2=4500V (3) ；
【解析】试题分析：根据用户端的功率和电压求出用户端的电流，根据输电线上损失的功率求出输电线上的电流；根据输电线上的电流和输电线的电阻求出输电线上损失的电压，根据输出功率和输送的电流得出升压变压器的输出电压；根据原副线圈的电压比求出升压变压器的匝数比，根据电压损失得出降压变压器的输入电压，从而通过电压比得出降压变压器的匝数比。
（1）由于用户获得的电压与降压变压器输出电压相同，根据功率的相关公式可知压变压器输出电流为：
根据输电导线线消耗的功率为P损的相关公式可知：
（2）由欧姆定律可知输电导线消耗的电压为：U损=I2R=20×5V=100V
根据升压变压器功率守恒可得升压变压器输出电压U2，即
（3）由输电导线上两端电压的关系可知降压变压器原线圈两端的电压为：
U3=U2-U损=4500-100V=4400V
根据理想变压器原副线圈与匝数的关系可知：

点睛：本题主要考查了远距离输电，关键要知道原副线圈的电压比与匝数比的关系，知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系，属于基础题。
12．219.6 V 43.92 kW
【解析】本题考查远距离输电。
线路图如图所示．升压变压器次级的输出电压
升压变压器次级输出电流
输电线路上的电压损失和功率损失分别为、
加到降压变压器初级线圈上的输入电压
降压变压器的输出电压，用户得到的电压是
用户得到的功率
13．（1）2×106 kW（2）6×106户（3）
【解析】
【详解】
（1）三峡发电站的发电功率最大值：
P1=1.0×103×(1.35×104-3500)×10×100×20% W=2×106 kW
（2）每户用电平均功率：
?
(户)?
（3）a.输电导线损失热功率
ΔP=I2R
输电功率
P=IU
可得
14．提高 大于
【解析】
【详解】
[1]．根据P损=I2R，要减少输电导线因发热而损失的电能，在R不变的情况下，需要减小线路上的电流，输入功率一定，根据P=UI，可以升高输送电的电压来解决问题；
[2]．根据，电压和线圈匝数成正比，若变压器副线圈两端的电压大于原线圈两端的电压，则副线圈的匝数大于原线圈的匝数。
15．4900 133：11
【解析】
【详解】
[1]．输送的总功率为9.8×104W，将电压升高到2800V再输出，故传输电流为：
故功率损耗为：
△P=I2R=352×4=4900W
[2]．导线上电压损耗为：
△U=IR=35×4=140V
故降压变压器的输入电压为：
U3=U-△U=2800-140=2660V
故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为：