2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业（12）电能的输送

2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业（12）
电能的输送
1.“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
2.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.
3.远距离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
4.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1:1000，降压变压器原、副线圈匝数比为1000:1，输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V，下列说法正确的是(题中变压器均为理想变压器)( )
A.输电线中的电流为3 A B.电站输出的功率为7500 kW
C.输电线路损耗的功率为90 kW D.用户端交变电流的频率为100 Hz
5.一台交流发电机的输出电压表达式为，通过匝数比为的理想降压变压器给若干盏“”的灯泡供电，如图所示.输电线总电阻，其他电阻不计，为了保证灯泡正常发光，接入电路的灯泡数量为（ ）
A.44 B.176 C.195 D.783
6.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A.发电机输出的电流 B.输电线上的电流
C.降压变压器的匝数比 D.用户得到的电流
7.远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是(? ?)
A.与输送的电压的平方成正比 B.与输送的电流的平方成正比
C.与输送的电压的平方成反比 D.与输电导线上的电压降的平方成正比
8.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．
9.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
10.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
11.一小型发电机，输出功率为25 kW，发电机的输出电压为，输电线总电阻为.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，需要采用高压输电.设用户所需电压为220 V，则下列判断正确的是( )
A.升压变压器原、副线圈匝数比约为1:4
B.降压变压器原、副线圈匝数比约为8:1
C.输电导线上的电压损失约为286 V
D.可供593盏“220 V 40 W”的白炽灯正常工作
12.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力，求:
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)输电线的总电阻R；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
答案以及解析
1.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.
2.答案：C
解析：由和得，则输电线上损失的功率，故选C。
3.答案：B
解析：输送的功率一定，根据P=UI，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.
4.答案：B
解析：根据题图乙可知升压变压器原线圈的电压有效值为，根据理想变压器原理可得升压变压器副线圈两端电压有效值为，降压变压器原线圈两端电压有效值为，所以输电线上损失的电压，输电线中的电流为，故A错误；根据功率关系可得电站输出的功率为，故B正确；输电线路损耗的功率为，故C错误；变压器不改变交变电流的频率，所以用户端交变电流的频率为，故D错误.
5.答案：B
解析：本题考查理想变压器.设接入灯泡的数量为n，每盏灯的额定电流，流过原、副线圈的电流分别为和，灯泡的额定电压为U，原线圈两端的电压，发电机输出的电压有效值，输电线损耗电压，由，解得，选项B正确.
6.答案：C
解析：发电机输出的电流，选项A错误。输电线上的电流，选项B错误。升压变压器的副线圈输出电压，输电线损耗电压，降压变压器的原线圈电压，故降压变压器的匝数比，选项C正确。降压变压器的副线圈的输出功率，故用户得到的电流，选项D错误。
7.答案：BCD
解析：损失的功率，故B、D正确；由得，故A错误，C正确.
8.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.
9.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.
10.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。
11.答案：AD
解析：通过升压变压器原线圈的电流，输电线上损失的功率为，得输电线上的电流，升压变压器原线圈与副线圈的匝数比，A正确；升压变压器的输出电压，流过降压变压器原线圈的电流，降压变压器原线圈两端的电压，已知降压变压器的输出电压，即用户电压，所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比，B错误；输电导线上的电压损失约为，C错误；设可安装的白炽灯为n盏，则灯消耗的功率等于降压变压器的输出功率，又对理想变压器有，解得，取593，D正确.
12.答案：(1)1:5 (2)20Ω (3)95:11
解析：(1)升压变压器原、副线圈的匝数比为。
(2)输电线上的电流为，输电线的总电阻。
(3)降压变压器原线圈两端电压，故降压变压器原、副线圈的匝数比为。