山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-2：4.3电能的远距离传输 跟踪训练（含解析）

4.3电能的远距离传输
课时作业（含解析)
1．下列说法正确的是（　　）
A．方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
B．交变电流的峰值一定是其有效值的倍
C．远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗
D．理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比
2．用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（　　）
A．
B．
C．
D．
3．采用220
kV高压电向远方的城市输电，输送功率一定时，当输电电压变为110
kV，输电线上损耗的功率变为原来的
A．
B．
C．4倍
D．2倍
4．在如图远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。若输电的功率增大，则（　　）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．用户得到的功率一定增加
5．如图所示，可以将电压降低供给电灯的变压器是（
）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示为额定电压为250V的用户供电的远距离输电的示意图，已知输入原线圈n1两端的电压U1=500V，发电机的输出功率为P=500kW，输电线的电阻R=12.5，如果输电线上损失的功率为输送功率的1%。如果图中的升压变压器以及降压变压器均为理想的变压器。则下列结论正确的是（　　）
A．n3：n4=79：1
B．n1：n2=1：50
C．流过输电线的电流强度大小为40A
D．降压变压器原线圈两端的电压为24700V
7．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比1:100，降压变压器原副线圈匝数比为100:1，远距离输电线的总电阻为100Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法中正确的有
A．客户端交流电的频率为100Hz
B．客户端电压为250V
C．输电线中的电流为30A
D．输电线路损耗功率为180kW
8．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致(　　)
A．升压变压器初级线圈中的电流变小
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变小
9．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．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低
10．下图为某山区小型水电站的输电示意图，发电机的输出电压为220V，通过升压变压器和降压变压器（均为理想变压器）后电阻两端的电压也为220V。已知输电线的总电阻为r，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4。下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．若输电功率加倍，则输电线上损耗的功率也加倍
D．闭合开关S，阻值r越小时R1两端电压的变化越小
11．感应电动势的大小与________成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________。
12．生活中的发电机发出的都是交变电流，在将电能从发电厂传输到用户的过程中都是采用______
的方式，这主要是减少______
．由P=UI可知，在输送电功率一定的情况下，输送电压升高为原来的10倍时，输电线上的电能损失可以减少为原来的______
．
13．某水电站的水位落差为20
m，通过水轮机的流量为10
m?/s，发电效率为20%．水流通过水轮机时，使水轮机以的转速转动．水轮机带动的线圈共1
000匝，线圈面积0.2
m?，线圈置于磁感应强度为0.1
T的匀强磁场中，线圈电阻不计．发电机先经过匝数比为1:10的升压变压器后经输电线输送到远处，再由降压变压器降压后给用户供电．若按最大功率供电时输电线路损耗的功率为发电机最大输出功率的2%，用户电压为220V．g取10N/kg，求：
（1）输电线的总电阻；
（2）降压变压器的匝数比．
14．某发电机输出功率为100
kW，输出电压为250
V.
为了更有效地输电，在发电机输出端安装升压变压器，在用户端安装降压变压器，两变压器间的输电线总电阻为8.0Ω.
要使输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%，而用户得到的电压为220
V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比.
参考答案
1．C
【解析】
A．方向不变、大小随时间变化的电流是直流电，故A错误；
B．只有正弦式交流电的峰值是其有效值的倍，其它交变电流不一定是这个比值，故B错误；
C．远距离输电，输送电流大小一定时，根据可知通过减小输电线的电阻可以降低输电损耗，故C正确；
D．理想变压器工作原理是互感现象，可以改变电压、电流，但是不能改变功率和频率，所以原、副线圈中通过的交变电流的频率相等，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
因为输送功率为P，输送电压为U，所以输送电流为
根据公式P=I2R得输电线上损失的功率为
故C正确，ABD错误。
故选C。
3．C
【解析】
输送电流，输电线上损失的功率△P=I2R=（）2R；可知输电线损失的功率与输送电压的平方成反比，所以当输电电压变为原来的一半时，输电线上损耗的功率变为原来的4倍。故C正确，ABD错误；
4．C
【解析】
A．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误；
BC．由于发电厂的输出功率增大，则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可知输电线上的电流I线增大，根据U损=I线R，输电线上的电压损失增大，损失功率变大，根据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，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B错误，C正确；
D．由上可知降压变压器的输出电压减小，则用户得到的功率减小，故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
AD．图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A、D错误；
B．图中原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B正确；
C．图中原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C错误；
故选B。
6．B
【解析】
BC．导线上的电流:
升压变压器原线圈电流:
则:
B正确，C错误；
AD．降压变压器的初级电压：
则：
AD错误。
故选B。
7．C
【解析】
由乙图知，周期为0.02s，所以频率f=50Hz，所以A错误；输电线上有电压的损耗，所以用户端电压小于250V，B错误；对升压变压器，由变压规律，可求U2=25000V，输电线电流，所以C正确；输电线损耗的功率：，故D错误．
8．CD
【解析】由于升压变压器的输入电压不变，随用电器总功率的增加，则输入功率也增加，所以升压变压器初级线圈中的电流变大，故A错误；升压变压器的目的是提高电线上的电压从而降低电线上消耗，由于升压变压器的输入电压不变，原副线圈匝数不变，则副线圈的电压不变，故B错误；当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的电压变大，故C正确；当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的电压变大，最终使得降压变压器的副线圈上的电压变小，故D正确。所以CD正确，AB错误。
9．CD
【解析】
晚上用电高峰时开灯，由于负载增多，各个电灯是并联，则总电阻减小，根据欧姆定律，可知输电线上的电流增大，输电线上损失的电压变大，由于照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，所以用电高峰时用户获得的电压减小，每盏灯两端的电压较低，故CD正确，AB错误。
故选CD。
10．AD
【解析】
AB．由变压器的电压比匝数之比，，又因为线路电压损失，即U2＞U3，所以：
故A正确，B错误。
C．输电线路损失的功率为：
可知若输电功率加倍，输电线上损失功率变为4倍，故C错误；
D．闭合开关S，用户总阻值减小，I4电流变大，根据，可知I3也变大，则r的电压也增大，U3电压将增大，r阻值越小，U3电压变化越小，根据，可知R1两端电压的变化越小，故D正确。
故选AD。
11．
磁通量变化率
变压器
【解析】感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器。
12．
高压输电；
输电线上的电能损耗；
【解析】在传输功率一定的情况下，电压越高电流越小，将电能从发电厂传输到用户的过程中都是采用高压输电来降低电能损耗；根据△P=I2R和I=，有：；在输送电功率一定的情况下，输送电压升高为原来的10倍时，输电线上的电能损失可以减少为原来的倍；
13．（1）1.25Ω
（2）
【解析】
(1)发电机的输出电压的有效值:
代入数据得：
最大输出功率：
代入数据得：
发电机的最大输出电流的有效值：
输电线中的最大电流有效值与发电机最大输出电流有效值的关系：
代入数据得：
(2)升压变压器副线圈的电压为，则：
降压变压器原线圈的电压为，则：
降压变压器原副线圈电压关系为：
代入数据得：
14．
；
【解析】
因为
所以
原线圈中的电流：
所以
据可得，
根据电路电压关系知：
由电压与匝数之间的关系得：