高中物理新教材人教版(2019)选择性第二册课时作业 3.4 电能的输送 Word版含解析

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名称 高中物理新教材人教版(2019)选择性第二册课时作业 3.4 电能的输送 Word版含解析
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文件大小 433.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-11-25 08:57:36

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文档简介

电能的输送
一、单项选择题
1.关于减小远距离输电线上的功率损失,下列说法正确的是(  )
A.由P=知,应降低输电电压,增大导线电阻
B.由P=IU知,应降低输电电压,减小输电电流
C.由P=I2R知,应减小导线电阻或减小输电电流
D.上述说法均不对
2.远距离输电中,当输送的电功率为P,输送电压为U时,输电线上损失的电功率为ΔP,若输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为.(输电线电阻不变)则输电电压应增为(  )
A.32U B.16U
C.8U D.4U
3.某水电站用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是(  )
A.输电线上输送的电流大小为2.0×105 A
B.输电线上电阻造成的电压损失为15 kV
C.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.输电线上损失的功率为ΔP=,U为输电电压,r为输电线的电阻
4.如图所示为远距离输电示意图,线路总电阻为r,发电厂输出电压不变,三个回路的电流依次为I1、I2、I4,两变压器均为理想变压器,左侧变压器输入电压为U1,输出电压为U2;右侧变压器输入电压为U3,输出电压为U4,以下选项错误的是(  )
A.若用户消耗的功率增大,I2随之增大
B.若用户消耗的功率增大,U4随之增大
C.U2=U3+I2r
D.U1I1=Ir+U4I4
5.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像,则(  )
A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V
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
二、多项选择题
6.电能输送的过程中,若输送电功率一定,则在输电线上的功率损失(  )
A.与输电线上电压损失的平方成反比
B.与输送电压的平方成正比
C.与输电线上电压损失的平方成正比
D.与输电电流的平方成正比
7.远距离输电装置如图所示,升压变压器和降压变压器均是理想变压器,当S由2改接为1时,下列说法正确的是(  )
A.电压表读数变大
B.电流表读数变大
C.电流表读数变小
D.输电线损失的功率减小
8.如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数n1=n4A.、的示数相等
B.、、的示数相等
C.的示数大于的示数
D.的示数大于的示数
9.某同学在实验室中研究远距离输电.由于输电线太长,他将每100米导线对折后卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路.第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为P1.第二次采用如图所示的电路输电,其中变压器T1与学生电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1:n2,变压器T2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为P2.下列说法正确的是(  )
A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电
B.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失
C.若输送功率一定,则P2:P1=n:n
D.若输送功率一定,则P2:P1=n1:n2
三、非选择题
10.某小河水流量为4 m3/s,水流下落的高度为5 m.现在利用它来发电,设所用发电机的总效率为50%,(g=9.8 m/s2),求:
(1)发电机的输出功率;
(2)若输电导线的总电阻为4 Ω,输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的5%,则需用多大的电压输送电能?
(3)在(2)的条件下,输电导线上的电压损失.
11.如图所示为演示远距离输电的装置,理想变压器T1、T2的原副线圈匝数比分别为1:4和5:1,交流电源的内阻r=1 Ω,三只灯泡的规格均为“6 V,1 W”,输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光,则交流电源的电动势E为多大?
12.
风力发电作为新能源,近几年来得到了快速发展.如图所示风车阵中发电机的输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线的电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;
(2)用户得到的电功率.
课时作业(十四) 电能的输送
1.解析:输电时导线上损失的电压ΔU=IR,它不同于输电电压,用公式P=或P=IU计算功率损失时,U应为导线上损失的电压,故A、B错误;导线上功率的损失为发热损失,即P=I2R,故C正确.
答案:C
2.解析:由P=UI知I=,则输电线上损失的功率ΔP=I2R=2R,得输电电压U=P.若输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为,由上式得输电电压U应增为8U.
答案:C
3.解析:当U=500 kV时,I== A=6×103 A,而U损=Ir=15 kV,A错误,B正确;输电线上损失的功率不可能比输出功率还大,C错误;ΔP=中,U为输电线电阻上的电压,而不是输电电压,D错误.
答案:B
4.解析:若用户消耗的功率增大,根据P=UI知I4增大,根据=可知,I2=I3随之增大,输电线上损失电压U损=I2r也增大,所以U3=U2-U损减小,所以U4随之减小,故A正确,B错误;根据闭合电路欧姆定律可知:U2=U3+I2r,故C正确;根据能量守恒可得:U1I1=Ir+U4I4,故D正确.
答案:B
5.解析:由u ? t图像知,发电机的频率f=50 Hz.选项A错误;其有效值为U= V=250 V,选项B错误;输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定,选项C错误;当用户用电器的总电阻增大时,其电流将减小,输电线的损失功率也减小,选项D正确.
答案:D
6.解析:输电线上的功率损失ΔP=I2R,电压损失ΔU=U-U′=IR,输电电流I=,所以ΔP=I2R==2R.可见在输送功率P一定时,ΔP与(ΔU)2成正比,与U2成反比,与I2成正比.
答案:CD
7.解析:由U2=U1知,当S由2改接为1时,升压变压器的原线圈匝数不变,副线圈匝数变大,输送电压变大,降压变压器的输入电压和输出电压均变大,电压表示数变大,选项A正确;降压变压器的输出电压变大时,流过灯泡的电流I灯也变大,输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大,所以电流表读数变大,选项B正确,而选项C错误;I线变大时,输电线损失的功率P线=IR变大,选项D错误.
答案:AB
8.解析:因为=,=,n1=n4I2,I4>I3,即的示数大于的示数;的示数小于的示数;又I2=I3,所以I1=I4,即、的示数相等,选项A、C正确,B、D错误.
答案:AC
9.解析:变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故A错误.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失,故B正确.设输电电压为U1,输送功率为P,第一次实验输电线上的电流I=,输电线上损失的功率P1=I2R=R;第二次实验,升压变压器副线圈上的电压U2=U1,输电线上的电流I′=,输电线上损失的功率P2=I′2R=R,则==,故C正确,D错误.
答案:BC
10.解析:(1)水由高处流下,重力势能转化为动能,推动水轮机做功,设水的流量为Q,则发电机的输入功率P1=ρQgh
所以输出功率为P2=ηP1=ηρQgh=50%×1.0×103×4×9.8×5 W=9.8×104 W.
(2)设输电电压为U,输电线上的电流为I,电阻为R,损失的电功率为P3.由P3=I2R得
I=== A=35 A
由P2=IU得输电电压
U== V=2.8×103 V.
(3)输电导线上损失的电压为
ΔU=IR=35×4 V=140 V.
答案:(1)9.8×104 W (2)2.8×103 V (3)140 V
11.解析:设变压器T1的原线圈电压为U1,副线圈电压为U2,变压器T2的原线圈电压为U3,副线圈电压为U4.通过T1原线圈的电流为I1,输电线中的电流为I2,T2副线圈中的电流为I3.根据题意得:U4=6 V,而I3=0.5 A
对T2,由I2n3=n4I3得:I2=I3=0.1 A
线路上损失的电压为ΔU线=I2R线=1 V
由=得:U3=U4=30 V
由线路上的电压关系得:U2=ΔU线+U3=31 V
由=得:U1=U2=7.75 V
再对T1由I1n1=I2n2求得:I1=0.4 A
最后由闭合电路欧姆定律得:E=I1r+U1=8.15 V
答案:8.15 V
12.解析:(1)输电线损失的功率P损=P×4%=100 kW×4%=4 kW
输电线上的电流I2== A=20 A
升压变压器输出电压U2== V=5×103 V
升压变压器原、副线圈匝数比===
电压损失U损=I2R线=20×10 V=200 V
降压变压器原线圈两端电压U3=U2-U损=4 800 V
降压变压器原、副线圈匝数比==.
(2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率
P用=P-P损=P(1-4%)=96 kW.
答案:(1)1:20 240:11 (2)96 kW