广州市第五十六中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-2：2.7远距离输电 课时作业（含解析）

2.7远距离输电
课时作业（含解析)
1．如图所示为某山区小型电站输电示意图，发电厂发出U1＝220sin
100πt(V)的交流电通过变压器升压后进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电，图中高压输电线部分总电阻为r，负载端的电压表是理想交流电表，下列有关描述正确的是(　　)
A．若开关S1、S2都断开，则电压表示数为零
B．负载端所接收到交流电的频率为25
Hz
C．深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故
D．用电高峰期灯泡较暗，可通过减少降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度
2．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压稳定，通过升压变压器和降压变压器向的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻，的原、副线圈匝数比为4：1，用电器两端的电压为，将、均视为理想变压器。下列说法中正确的是（
）
A．升压变压器的输入功率为400W
B．升压变压器中电流的频率为100Hz
C．输电线消耗的功率为250W
D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小
3．某高压变电所通过变压器向一工厂送电，输送电压为U，输送功率为P，输电线电阻为R，下列说法正确的是（　　）
A．如果输送功率与输电线电阻不变，输送电压变为原来的2倍，则输电线上损失的功率变为原来的四倍
B．如果输送功率与输送电压不变，输电线电阻变为原来的2倍，则损失功率变为原来的二分之一
C．如输送功率P不变，输电电压越高，则输电线上的电流一定越小
D．输送功率P的具体数值由变电所决定，与工厂的用电情况无关
4．如图所示，为远距离输电的示意图，发电机组发出的电首先经过升压变压器（T1）升压后再向远距离输电，到达用电区后，首先在一次高压变电站（T2）降压，在更接近用户地点再由二次变电站（T3）降压后，一部分电能送到大量用电的工业用户（工厂），另一部分经过低压变电站（T4）降到220V/380V，送给其他用户。假设变压器都是理想变压器，只考虑远距离输电线电阻，其他电阻不计，则下列说法正确的是（　　）
A．T1的输出电压和T2的输入电压相等
B．增加其他用户负载，T2的输出电压减小
C．增加其他用户负载，T3的输出电压不变
D．增加工业用户负载，T4的输出电压不变
5．如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示为远距离输电的示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2，发电厂的输出电压保持不变。在用电高峰时，并联的用电器增多。已知输电线的电阻不能忽略，变压器均为理想变压器。与平时相比，用电高峰时（　　）
A．降压变压器的输出电压将增大
B．输电线上损失电压将减小
C．电能的输送效率将减小
D．为了保证用户得到的电压和平时一样大，可以适当减小
7．如图所示，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．U2不变，U3变小
B．U2减小，U4变大
C．P2变大，P3变大
D．P1不变，P2变小
8．一小水电站，输出的电功率为P＝20
kW，输出电压U0＝400
V，经理想升压变压器T1升为2000
V电压远距离输送，输电线总电阻为r＝10
Ω，最后经理想降压变压器T2降为220
V向用户供电。下列说法正确的是(　　)
A．变压器T1的匝数比n1∶n2＝1∶5
B．输电线上的电流为50
A
C．输电线上损失的电功率为5
kW
D．变压器T2的匝数比n3∶n4＝95∶11
9．在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为ΔP，用户得到的电功率为P用，则ΔP与P用的关系正确的为
(
)
A．
B．C．D．
10．如图所示，某发电站的电能输送示意图，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、n4，两变压器均为理想变压器．若发电机的输出电压与负载的额定电压刚好相等，要使负载正常工作，下列判断正确的是
A．
B．
C．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
D．升压变压器的输出电流等于降压变压器的输入电流
11．从发电站输出的功率为某一定值
P，输电线的总电阻为
R
保持不变，分别用
110V
和
11kV两种电压输电。忽略变压器损失的电能，则这两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为_____。
12．利用垃圾发电可减少垃圾堆放，消除细菌和减少传染病传播，减少大气污染。中国第一座垃圾电站在深圳市，日处理垃圾吨，发电功率。当采用电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数相差
，则输电线上的总电阻为__，若要使输电线上损失的功率变为输送功率的
，则输电电压应提高到______。
13．如图所示，某发电机输出功率为30KW，输出电压U1=300V，用原、副线圈匝数比n1:n2=1:5的变压器升压后向远处用户供电，输电线的总电阻R=10Ω，用户端用一降压变压器把电压降为U4=220V。（变压器均为理想变压器）求：
（1）输电线上损失的电功率ΔP
（2）降压变压器的匝数比n3:n4
14．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100
kW，输出电压为500
V，输电导线的总电阻为10
Ω，导线上损耗的电功率为4
kW，该村的用电电压是220
V．
(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；
(2)如果该村某工厂用电功率为60
kW，则该村还可以装“220
V　40
W”的电灯多少盏？
参考答案
1．C
【解析】
本题考察了远距离输电、变压器、电路的动态变化的分析，由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
【详解】
A．
、都断开时变压器空载，副线圈两端有电压，电压表示数不为
零，故选项A错误；
B．变压器不能改变频率，故负载端交流电的频率还是，故B选项错误；
C．深夜大部分用户已关灯，干路中电流减小，线路损耗也减小，用户得到的电压较高，故此时开灯就较亮，故选项C正确；
D．用电高峰时，负载增多，负载电阻减小，干路中电流增大，因此输电线损耗电压增大，导致降压变压器的输入电压降低，为提高负载电压，可增大降压变压器的副线圈的匝数，使输出电压提高，故选项D错误．
2．C
【解析】
AC．用电器的电流为
根据
输电线上的电流为
输电线消耗的功率为
用电器消耗的功率为
升压变压器的输入功率为
故A错误，C正确；
B．变压器只改变电压，不改变频率，故频率
故B错误；
D．当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输电线R消耗的功率增大，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
A．如果输送功率与导线电阻不变，输送电压变为原来的2倍，根据损失功率的公式得
可知损失功率变为原来的四分之一，故A错误；
B．如果输送功率与输送电压不变，则输送电流不变，导线电阻变为原来的2倍，根据损失功率的公式得损失功率变为原来的2倍，故B错误；
C．由可知，如输送功率P不变，输电电压越高，则输电线上的电流一定越小，故C正确；
D．根据理想变压器的输入功率由输出功率来决定，如果工厂的机器不工作，即用户不消耗电能，输入功率为零，所以输送功率为P的具体数值由工厂的用电情况决定，故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
A．由题意可知，
T1的输出电压就是经T1升压后的电压，由于输电线路电压损耗后剩下的电压为T2的输入电压，即T1的输出电压大于T2的输入电压，A错误；
BC．增加其他用户负载时，其他用户负载区的总电阻减小，总电流增加，则T2/T3的输入电流增加，所以在T2/T3之前的电路总损耗的电压增加，即T2/T3的输出电压减小，B正确，C错误；
D．增加工业用户负载，工业用户负载的总电阻减小，即工业用户负载分得的电压减小，则T4分得的电压增多，T4的输出电压增大。
故选B。
5．D
【解析】
升压变压器原线圈电压的有效值为
原线圈的电流为
根据单相理想变压器的电流规律
解得
输电线上损失的电功率
ABC错误，D正确。
故选D。
6．CD
【解析】
AB．在用电高峰期，并联的用电器增多，用户耗电量增大，则发电厂的输出功率增大，所以升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据
P=UI
可输电线上的电流I线增大，根据
U损=I线R
输电线上的电压损失增大，则降压变压器的输入电压
U3=U2-U损
可得降压变压器的输入电压U3减小，又降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故AB错误；
C．电能的输送效率为
因为升压变压器的输出电压U2不变，输电线上的电压损失U损增大，故效率减小，故C正确；
D．为了保证用户得到的电压和平时一样大，即U4不变，降压变压器的匝数比不变，故降压变压器原线圈的电压U3不变，因用户的功率增大，故降压变压器副线圈的电流增大，则降压变压器原线圈的电流也增大，根据
U损=I线R
输电线上的电压损失增大，则升压变压器副线圈的电压为
U2=U3+U损
可知升压变压器副线圈的电压U2增大；因升压变压器的线圈的电压U1不变，根据
得，可知适当减小升压变压器的匝数比，则升压变压器副线圈的电压增大，故D正确。
故选CD。
7．AC
【解析】
用户消耗的电功率变大时，由于是理想变压器，则也会变大，由于升压变压器T1的输入电压一定时，也不变，则必须变大，线路上的电流变大，导致电阻消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以变小，变小；由于两变压器均是理想的，输入功率与输出功率相等，所以变大，故A、C正确，B、D错误；
故选AC。
8．AD
【解析】
A．升压变压器T1的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比，则有变压器T1的匝数比n1:n2=1:5，选项A正确；
B．输出的电功率为P0=20kW,而升压变压器T1变为2000V电压远距离输送,所以根据I=P/U,可知输电线上的电流为
B错误；
C．根据P损=I2R=102×10W=1000W，
C错误；
D．降压变压器T2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压,即为
U′=2000V?10×10V=1900V
根据
则有变压器T2的匝数比
n3:n4=1900:220=95:11
D正确。
故选AD。
9．BD
【解析】
输电线电阻，输出电流，故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为
故选BD。
10．BD
【解析】
由变压器的电压比与匝数之比的关系得：，；因为线路电压损失，即U2＞U3，由题意U1=U4，所以，选项A错误，B正确；因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．故C错误．升压变压器的输出电流等于降压变压器的输入电流，故D正确；故选BD．
点睛：理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．
11．100:1
【解析】
[1]．输电线路上电流
输电线损失的电压
故采取不同电压损失的电压之比为
12．40
40000
【解析】
输电线上的电流为
输电线上损耗功率为
功率公式为
解得
输电线上损耗功率
可得
解得
13．（1）4000W
（2）
【解析】
(1)变压器原线圈电流
由
可得
输电线路上损失的功率
(2)输电线路上降低的电压
则
降压变压器匝数比
14．(1)1∶10；　240∶11；　(2)900盏；
【解析】
（1）根据如图所示输电线路，设高压输电线电流I2，输电电压为U2，由题意可知：P损=I22r；
所以有：
而
根据电流与匝数成反比，则有：
U3=U2﹣I2R线=（500×10﹣20×10）V=4800
V
根据电压与匝数成正比，则：
（2）据降压变压器输入功率等于输出功率有：P3=P4=100﹣4=96
kW；
灯可以消耗的功率是：P灯=96kW-60kW=36kW；
所以还可装灯的盏数为：
盏；