2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（12）电能的输送
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（12）电能的输送 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 777.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-24 20:31:38 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（12）电能的输送
1.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，在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为，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.
2.高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则下列说法中错误的是( )
A．损耗的功率为 B．输电导线上的电流为
C．损失的电压为 D．用户得到的功率为
3.如图为某小型水电站电能输送的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为1:20，降压变压器的原、副线圈匝数比为3:1。升压变压器原线圈两端接入一电压的交流电源，用户的总电阻为R（可视为纯电阻），输电线的总电阻，不考虑其他因素的影响，用户获得的电压U为（ ）
A. B. C. D.
4.“中国速度”在新冠肺炎疫情面前再一次被激发，10天建成火神山医院，通过验收并按时移交.火神山医院安装有24台箱式变压器，铺设电力电缆达10千米.发电站利用输电线路远距离向医院输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则( )
A.输电线上损失的电压减少到原来的 B.输电线上损失的电压减少到原来的
C.输电线上损失的电能减少到原来的 D.输电线上损失的电能不变
5.如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为，两端电压分别为，电流分别为，升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压不变，则下列说法正确的是( )
A.远距离输电线上的电流
B.远距离输电线上损失的功率
C.若用户端负载增加，那么用户端电压变大
D.无论用户端的负载如何增加，始终有
6.如图所示为远距离输电示意图，分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表均为理想电表，电表的示数分别为，输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的是( )
A.
B.保持输送功率不变，增大，则均增大
C.保持不变，输送功率增大，则均增大
D.保持不变，用户减少，用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大
7.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，到达B处时电压下降了，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为，到达B处时电压下降了.不考虑其他因素的影响，则( )
A． B． C． D．
8.如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定.当K由2改接到1时，下列说法正确的是( )
A.输电线上损失的功率减小 B.电流表的示数一定增大
C.电压表的示数减小 D.灯泡的亮度增大
9.如图所示为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，为监控市电供电端的电压表和电流表，为监控校内变压器输出端的电压表和电流表，为教室的负载电阻，为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时，以下说法错误的是( )
A.流表和的示数都变大 B.只有电流表的示数变大
C.电压表的示数变小 D.电压表和的示数都变小
10.如图所示，图甲是远距离输电示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则下列说法正确的是( )
A.用户用电器中交流电的频率是100 Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是220 V
C.输电线中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.如图所示，发电站通过升压变压器、高压输电线路和降压变压器将产生的电能输送给用户，已知某发电站输出功率为500 kW，输出电压为500 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:5，高压输电线路的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，不计变压器的能量损耗，其余线路电阻不计，则( )
A.升压变压器的副线圈两端的电压为2 500 V
B.输电线路上损耗的功率为30 kW
C.降压变压器的原、副线圈匝数比为5:1
D.用户得到的功率为440 kW
12.水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能.某小型水力发电站水的流量为(流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积)，落差为，发电机(内阻不计)的输出电压为，输电线总电阻为，为了减小损耗采用了高压输电.在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得的电压，用户获得的功率，若不计变压器损失的能量，已知水的密度为、重力加速度g取.求:
(1)高压输电线中的电流强度；
(2)升压变压器原、副线圈的匝数比；
(3)该发电站将水能转化为电能的效率η.
答案以及解析
1.答案：C
解析：由和得，则输电线上损失的功率，故选C。
2.答案：A
解析：根据得，输电导线上的电流为，则输电导线上损耗的功率为，故A错误，B正确；根据欧姆定律可得，故C正确；根据能量守恒定律可知，用户得到的功率为，故D正确.A符合题意.
3.答案：B
解析：升压变压器原线圈两端的电压的有效值为，升压变压器副线圈两端的电压为，输电线路上损失的电压为，故降压变压器原线圈两端的电压为，降压变压器副线圈两端的电压，流过降压变压器的副线圈的电流，则，联立解得，故选项B正确。
4.答案：B
解析：输送的功率一定，根据，可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n倍，则电流减小到原来的，根据，可知输电线上损失的电压减少到原来的，故A错误，B正确；根据，可知输电线上损失的功率减少到原来的，则输电线上损失的电能减少到原来的，故C、D错误.
5.答案：D
解析：R是输电线上的电阻，是输电线上电阻两端的电压则输电线上的电流为，且，故A错误；远距离输电线上损失的功率为，故B错误；发电厂的输出电压不变，且，则不变，用户端负载增加，则P增大，输电电流变大，则损失电压变大，所以减小，因为，故减小，故C错误；变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得，无论用户端的负载如何变化，始终有，即，故D正确.
6.答案：D
解析：理想变压器输出功率等于输入功率，由于在输电线路上有功率损失，故，故A错误；保持输送功率不变增大，根据可知，输电线上的电流减小，即减小，则也减小；输电线上损失的电压减小，则原线圈两端电压变大，则副线圈两端电压也变大，即增大，故B错误；保持不变，输送功率增大，根据可知，输电线路上的电流增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，故降压变压器副线圈两端的电压减小，即减小，故C错误；用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值为，则保持不变，用户减少，减小，减小，故用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大，故D正确.
7.答案：AD
解析：设输电线的电阻为处输送的电功率为P，由题意可知，当输电电压为U时，输电线中的电流，输电线上损耗的电功率，到达B处时，电压下降，当输电电压从550 kV变成1100 kV时，输电线上损耗的电功率，到达B处电压下降，故A、D正确.
8.答案：BD
解析：由于交流电源的输出电压不变，当K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增加，根据理想变压器电压比等于匝数比可知升压变压器副线圈电压增大，所以最终降压变压器的输出电压也变大，所以电压表的示数变大，通过灯泡的电流变大，灯泡的亮度增大，由于降压变压器原、副线圈匝数比不变，所以输电线上电流变大，电流表的示数变大，输电线上损失的功率变大.故B、D正确.
9.答案：ABD
解析：当开关S闭合后，副线圈的总电阻变小，由于升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，即的示数不变，可知输电线中的电流变大，即的示数变大则输电线上损失的电压变大，可知用户端得到的电压变小，即的示数变小，所以通过的电流变小，即的示数变小副线圈中电流增大，根据知，原线圈中的电流变大，所以的示数变大，故C说法正确，A、B、D说法错误.
10.答案：BD
解析：由题图乙可知，发电机的输出电压随时间变化的周期，远距离输电不改变交流电的频率，故用户用电器中交流电的频率为50 Hz，故A错误；由题图乙可知发电机输出交流电的电压最大值为，根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，其有效值，故B正确；由题意可知，输电线中的电流由负载中电流和线圈匝数比共同决定，故C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的总电流减小，则输电线上电流减小，输电线上损失的功率，可知损失功率减小，故D正确.
11.答案：AD
解析：升压变压器的副线圈两端电压；输电线上的电流为，输电线上的功率损耗为；输电线上的电压损耗，降压变压器原线圈电压为，降压变压器的原、副线圈匝数比为；用户得到的功率。正确选项为AD。
12.答案：(1)50 A
(2)1:16
(3)40%
解析：(1)根据，解得，
根据理想变压器无能量损失，知，根据，得.
(2)高压输电线损失的电压，得，故.
(3)高压输电线损失的电功率，故发电机输出电功率，水流每秒产生的机械能即功率，故水能转化为电能的效率.
1.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，在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为，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.
2.高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则下列说法中错误的是( )
A．损耗的功率为 B．输电导线上的电流为
C．损失的电压为 D．用户得到的功率为
3.如图为某小型水电站电能输送的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为1:20，降压变压器的原、副线圈匝数比为3:1。升压变压器原线圈两端接入一电压的交流电源，用户的总电阻为R（可视为纯电阻），输电线的总电阻，不考虑其他因素的影响，用户获得的电压U为（ ）
A. B. C. D.
4.“中国速度”在新冠肺炎疫情面前再一次被激发，10天建成火神山医院，通过验收并按时移交.火神山医院安装有24台箱式变压器，铺设电力电缆达10千米.发电站利用输电线路远距离向医院输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则( )
A.输电线上损失的电压减少到原来的 B.输电线上损失的电压减少到原来的
C.输电线上损失的电能减少到原来的 D.输电线上损失的电能不变
5.如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为，两端电压分别为，电流分别为，升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压不变，则下列说法正确的是( )
A.远距离输电线上的电流
B.远距离输电线上损失的功率
C.若用户端负载增加，那么用户端电压变大
D.无论用户端的负载如何增加，始终有
6.如图所示为远距离输电示意图，分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表均为理想电表，电表的示数分别为，输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的是( )
A.
B.保持输送功率不变，增大，则均增大
C.保持不变，输送功率增大，则均增大
D.保持不变，用户减少，用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大
7.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，到达B处时电压下降了，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为，到达B处时电压下降了.不考虑其他因素的影响，则( )
A． B． C． D．
8.如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定.当K由2改接到1时，下列说法正确的是( )
A.输电线上损失的功率减小 B.电流表的示数一定增大
C.电压表的示数减小 D.灯泡的亮度增大
9.如图所示为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，为监控市电供电端的电压表和电流表，为监控校内变压器输出端的电压表和电流表，为教室的负载电阻，为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时，以下说法错误的是( )
A.流表和的示数都变大 B.只有电流表的示数变大
C.电压表的示数变小 D.电压表和的示数都变小
10.如图所示，图甲是远距离输电示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则下列说法正确的是( )
A.用户用电器中交流电的频率是100 Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是220 V
C.输电线中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.如图所示，发电站通过升压变压器、高压输电线路和降压变压器将产生的电能输送给用户，已知某发电站输出功率为500 kW，输出电压为500 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:5，高压输电线路的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，不计变压器的能量损耗，其余线路电阻不计，则( )
A.升压变压器的副线圈两端的电压为2 500 V
B.输电线路上损耗的功率为30 kW
C.降压变压器的原、副线圈匝数比为5:1
D.用户得到的功率为440 kW
12.水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能.某小型水力发电站水的流量为(流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积)，落差为，发电机(内阻不计)的输出电压为，输电线总电阻为，为了减小损耗采用了高压输电.在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得的电压，用户获得的功率，若不计变压器损失的能量，已知水的密度为、重力加速度g取.求:
(1)高压输电线中的电流强度；
(2)升压变压器原、副线圈的匝数比；
(3)该发电站将水能转化为电能的效率η.
答案以及解析
1.答案：C
解析：由和得，则输电线上损失的功率，故选C。
2.答案：A
解析：根据得，输电导线上的电流为，则输电导线上损耗的功率为，故A错误，B正确；根据欧姆定律可得，故C正确；根据能量守恒定律可知，用户得到的功率为，故D正确.A符合题意.
3.答案：B
解析：升压变压器原线圈两端的电压的有效值为，升压变压器副线圈两端的电压为，输电线路上损失的电压为，故降压变压器原线圈两端的电压为，降压变压器副线圈两端的电压，流过降压变压器的副线圈的电流，则，联立解得，故选项B正确。
4.答案：B
解析：输送的功率一定，根据，可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n倍，则电流减小到原来的，根据，可知输电线上损失的电压减少到原来的，故A错误，B正确；根据，可知输电线上损失的功率减少到原来的，则输电线上损失的电能减少到原来的，故C、D错误.
5.答案：D
解析：R是输电线上的电阻，是输电线上电阻两端的电压则输电线上的电流为，且，故A错误；远距离输电线上损失的功率为，故B错误；发电厂的输出电压不变，且，则不变，用户端负载增加，则P增大，输电电流变大，则损失电压变大，所以减小，因为，故减小，故C错误；变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得，无论用户端的负载如何变化，始终有，即，故D正确.
6.答案：D
解析：理想变压器输出功率等于输入功率，由于在输电线路上有功率损失，故，故A错误；保持输送功率不变增大，根据可知，输电线上的电流减小，即减小，则也减小；输电线上损失的电压减小，则原线圈两端电压变大，则副线圈两端电压也变大，即增大，故B错误；保持不变，输送功率增大，根据可知，输电线路上的电流增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，故降压变压器副线圈两端的电压减小，即减小，故C错误；用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值为，则保持不变，用户减少，减小，减小，故用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大，故D正确.
7.答案：AD
解析：设输电线的电阻为处输送的电功率为P，由题意可知，当输电电压为U时，输电线中的电流，输电线上损耗的电功率，到达B处时，电压下降，当输电电压从550 kV变成1100 kV时，输电线上损耗的电功率，到达B处电压下降，故A、D正确.
8.答案：BD
解析：由于交流电源的输出电压不变，当K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增加，根据理想变压器电压比等于匝数比可知升压变压器副线圈电压增大，所以最终降压变压器的输出电压也变大，所以电压表的示数变大，通过灯泡的电流变大，灯泡的亮度增大，由于降压变压器原、副线圈匝数比不变，所以输电线上电流变大，电流表的示数变大，输电线上损失的功率变大.故B、D正确.
9.答案：ABD
解析：当开关S闭合后，副线圈的总电阻变小，由于升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，即的示数不变，可知输电线中的电流变大，即的示数变大则输电线上损失的电压变大，可知用户端得到的电压变小，即的示数变小，所以通过的电流变小，即的示数变小副线圈中电流增大，根据知，原线圈中的电流变大，所以的示数变大，故C说法正确，A、B、D说法错误.
10.答案：BD
解析：由题图乙可知，发电机的输出电压随时间变化的周期，远距离输电不改变交流电的频率，故用户用电器中交流电的频率为50 Hz，故A错误；由题图乙可知发电机输出交流电的电压最大值为，根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，其有效值，故B正确；由题意可知，输电线中的电流由负载中电流和线圈匝数比共同决定，故C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的总电流减小，则输电线上电流减小，输电线上损失的功率，可知损失功率减小，故D正确.
11.答案：AD
解析：升压变压器的副线圈两端电压；输电线上的电流为，输电线上的功率损耗为；输电线上的电压损耗，降压变压器原线圈电压为，降压变压器的原、副线圈匝数比为；用户得到的功率。正确选项为AD。
12.答案：(1)50 A
(2)1:16
(3)40%
解析：(1)根据，解得，
根据理想变压器无能量损失，知，根据，得.
(2)高压输电线损失的电压，得，故.
(3)高压输电线损失的电功率，故发电机输出电功率，水流每秒产生的机械能即功率，故水能转化为电能的效率.