3.4 电能的输送（提高）同步作业—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4 电能的输送（提高）同步作业—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 441.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-19 06:22:24 | ||
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文档简介
高中物理选择性必修第二册第三章交变电流
第4节 电能的输送（提高）
一、单项选择题
1．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
2．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则（ ）
A．用户端的电压为U1 B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I1U1 D．输电线路上损失的电功率为I1U
3．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW．现用500kV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2×105A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C．若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW
D．输电线上损失的功率为?P=U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
4．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0＝11 Ω的纯电阻用电器供电．已知输电线的总电阻R＝10 Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为false，将T1、T2均视为理想变压器．下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器的输入功率为4 400 W
B．升压变压器中电流的频率为100 Hz
C．输电线消耗的功率为500 W
D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小
5．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false的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A．false B．false C．false D．false
6．如图所示为远距离输电示意图，false、false分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表false、false、false、false均为理想电表，电表的示数分别为false、false、false、false，输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．false
B．保持输送功率不变，增大false，则false、false、false均增大
C．保持false不变，输送功率增大，则false、false、false均增大
D．保持false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．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1 : n2 = 1 : k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3 : n4 = k : 1，模拟输电导线的电阻r = 3 Ω，T2的负载是规格为“15 V，45 W”的灯泡L．当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为（ ）
A．false B．3 C．4 D．9
8．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false和降压变压器false向false的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻false，false的原、副线圈匝数比为4：1，用电器两端的电压为false，将false、false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
9．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为 m，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为 R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为 U，若由于用户的负载变化，使电压表 V2 的示数减小了△U，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表 A2 的示数增大了false
B．电流表 A1 的示数增大了false
C．电压表 V1 的示数减小了△U
D．输电线损失的功率增加了false
10．如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2。在输电线路的起始端接入两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器原、副线圈的匝数比为false
B．采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100A
C．线路输送电功率大于220kW
D．将P上移，用户获得的电压将升高
二、多项选择题
11．在炎热酷暑的时候，大量的电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输电线老化，线损提高，入户电压降低，远达不到电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的家用升压设备，其原理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器，现某用户工作情况如图所示。下列说法正确的是（忽略变压器电阻）（ ）
A．现入户电压false，若要稳压源输出电压false，则需调节false
B．空调制冷启动时，热水器实际功率降低
C．空调制冷停止时，导线电阻耗能升高
D．在用电器正常工作时，若入户电压false减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大
12．如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1＝250 V，输出功率P1＝100 kW，输电线电阻R＝8 Ω.则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（ ）
A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比false
D．用10 000 V高压输电，输电线损耗功率为8 000 W
13．交流发电机的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为n，输电导线电阻为r，用户的工作电压为U。下列说法正确的是（ ）
A．m<1
B．n<1
C．输电线上损失的功率为false
D．输电线上损失的功率为false
14．如图所示，有一台交流发电机false，通过理想升压变压器false和理想降压变压器false向远外用户供电，输电线的总电阻为false．false的输入电压和输入功率分别为false和false，它的输出电压和输出功率分别为false和false；false的输入电压和输入功率分别为false和false，它的输出电压和输出功率分别false和false．设false的输入电压false一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）
A．false减小，false变大 B．false不变，false变小
C．false变小，false变小 D．false变大，false变大
15．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势false。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为false，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为false，输入功率为false，输电线路总电阻false，电动机内阻false，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则（ ）
A．电动机的机械效率为false
B．电流表的示数为false
C．输电线路损失的电功率为false
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为false
三、解答题
16．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机发电处于满负荷工作状态，求：
(1)T1原、副线圈电流分别为多少；
(2)T1副线圈的电压、T2原线圈的电压分别为多少；
(3)能有多少盏灯泡（220V、60W）正常发光。
17．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流量为Q＝5m3/s（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h＝10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1＝250V，输电线总电阻为r＝4Ω，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false，用户获得电压U4＝220V，用户获得的功率falseW，若不计变压器损失的能量，已知水的密度false、重力加速度g取10m/s2．求：
（1）高压输电线中的电流强度I2；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比false；
（3）该电站将水能转化为电能的效率false有多大？
18．某中学校有一台内阻为1Ω的发电机，供给整个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶5，降压变压器的匝数比为5∶1，输电线的总电阻R＝5Ω，全校共22个班，每班有“220V 25W”的灯管10根，若要保证灯管全部正常发光，求：
（1）发电机输出功率；
（2）发电机电动势；
（3）输电效率。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
C
B
A
C
D
B
C
B
D
二、多项选择题
11
12
13
14
15
ABD
AC
AC
BD
BD
三、解答题
16．(1)1000A，20A；(2)200000V，180000V；(3)60000
【解析】
(1)T1原线圈电流为false
而副线圈电流false
(2)T1副线圈的电压false
T2原线圈的电压false等于T1副线圈的电压减去电线上损失的电压，即
false
(3)T2变压器得到的功率为false
所以共有false
17．（1）50A （2）1：16 （3）40%
【解析】
（1）根据理想变压器变压规律得false，解得false
又根据理想变压器无能量损失知false
再根据false得false
（2）高压输电线电阻损失电压false
得false
故false
（3）高压输电线电阻损失电功率false
故发电机输出电功率false
又水流每秒带来的机械能false
故水能转化为电能的效率false
18．（1）5625W；（2）250V；（3）98%
【解析】
（1）降压变压器的输出功率为false
降压变压器副线圈的电流false
降压变压器原线圈的电流false
解得false
输电线上损失的功率false
所以发电机的输出功率false
（2）降压变压器原线圈电压false
解得false
输电线上损失的电压false
则升压变压器副线圈电压false
发电机的输出电压false
解得false
发电机线圈的电流false
则发电机内阻分压false
发电机的电动势false
（3）输电效率false
第4节 电能的输送（提高）
一、单项选择题
1．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
2．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则（ ）
A．用户端的电压为U1 B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I1U1 D．输电线路上损失的电功率为I1U
3．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW．现用500kV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2×105A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C．若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW
D．输电线上损失的功率为?P=U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
4．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0＝11 Ω的纯电阻用电器供电．已知输电线的总电阻R＝10 Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为false，将T1、T2均视为理想变压器．下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器的输入功率为4 400 W
B．升压变压器中电流的频率为100 Hz
C．输电线消耗的功率为500 W
D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小
5．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false的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A．false B．false C．false D．false
6．如图所示为远距离输电示意图，false、false分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表false、false、false、false均为理想电表，电表的示数分别为false、false、false、false，输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．false
B．保持输送功率不变，增大false，则false、false、false均增大
C．保持false不变，输送功率增大，则false、false、false均增大
D．保持false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．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1 : n2 = 1 : k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3 : n4 = k : 1，模拟输电导线的电阻r = 3 Ω，T2的负载是规格为“15 V，45 W”的灯泡L．当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为（ ）
A．false B．3 C．4 D．9
8．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false和降压变压器false向false的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻false，false的原、副线圈匝数比为4：1，用电器两端的电压为false，将false、false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
9．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为 m，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为 R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为 U，若由于用户的负载变化，使电压表 V2 的示数减小了△U，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表 A2 的示数增大了false
B．电流表 A1 的示数增大了false
C．电压表 V1 的示数减小了△U
D．输电线损失的功率增加了false
10．如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2。在输电线路的起始端接入两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器原、副线圈的匝数比为false
B．采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100A
C．线路输送电功率大于220kW
D．将P上移，用户获得的电压将升高
二、多项选择题
11．在炎热酷暑的时候，大量的电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输电线老化，线损提高，入户电压降低，远达不到电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的家用升压设备，其原理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器，现某用户工作情况如图所示。下列说法正确的是（忽略变压器电阻）（ ）
A．现入户电压false，若要稳压源输出电压false，则需调节false
B．空调制冷启动时，热水器实际功率降低
C．空调制冷停止时，导线电阻耗能升高
D．在用电器正常工作时，若入户电压false减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大
12．如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1＝250 V，输出功率P1＝100 kW，输电线电阻R＝8 Ω.则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（ ）
A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比false
D．用10 000 V高压输电，输电线损耗功率为8 000 W
13．交流发电机的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为n，输电导线电阻为r，用户的工作电压为U。下列说法正确的是（ ）
A．m<1
B．n<1
C．输电线上损失的功率为false
D．输电线上损失的功率为false
14．如图所示，有一台交流发电机false，通过理想升压变压器false和理想降压变压器false向远外用户供电，输电线的总电阻为false．false的输入电压和输入功率分别为false和false，它的输出电压和输出功率分别为false和false；false的输入电压和输入功率分别为false和false，它的输出电压和输出功率分别false和false．设false的输入电压false一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）
A．false减小，false变大 B．false不变，false变小
C．false变小，false变小 D．false变大，false变大
15．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势false。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为false，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为false，输入功率为false，输电线路总电阻false，电动机内阻false，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则（ ）
A．电动机的机械效率为false
B．电流表的示数为false
C．输电线路损失的电功率为false
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为false
三、解答题
16．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机发电处于满负荷工作状态，求：
(1)T1原、副线圈电流分别为多少；
(2)T1副线圈的电压、T2原线圈的电压分别为多少；
(3)能有多少盏灯泡（220V、60W）正常发光。
17．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流量为Q＝5m3/s（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h＝10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1＝250V，输电线总电阻为r＝4Ω，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false，用户获得电压U4＝220V，用户获得的功率falseW，若不计变压器损失的能量，已知水的密度false、重力加速度g取10m/s2．求：
（1）高压输电线中的电流强度I2；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比false；
（3）该电站将水能转化为电能的效率false有多大？
18．某中学校有一台内阻为1Ω的发电机，供给整个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶5，降压变压器的匝数比为5∶1，输电线的总电阻R＝5Ω，全校共22个班，每班有“220V 25W”的灯管10根，若要保证灯管全部正常发光，求：
（1）发电机输出功率；
（2）发电机电动势；
（3）输电效率。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
C
B
A
C
D
B
C
B
D
二、多项选择题
11
12
13
14
15
ABD
AC
AC
BD
BD
三、解答题
16．(1)1000A，20A；(2)200000V，180000V；(3)60000
【解析】
(1)T1原线圈电流为false
而副线圈电流false
(2)T1副线圈的电压false
T2原线圈的电压false等于T1副线圈的电压减去电线上损失的电压，即
false
(3)T2变压器得到的功率为false
所以共有false
17．（1）50A （2）1：16 （3）40%
【解析】
（1）根据理想变压器变压规律得false，解得false
又根据理想变压器无能量损失知false
再根据false得false
（2）高压输电线电阻损失电压false
得false
故false
（3）高压输电线电阻损失电功率false
故发电机输出电功率false
又水流每秒带来的机械能false
故水能转化为电能的效率false
18．（1）5625W；（2）250V；（3）98%
【解析】
（1）降压变压器的输出功率为false
降压变压器副线圈的电流false
降压变压器原线圈的电流false
解得false
输电线上损失的功率false
所以发电机的输出功率false
（2）降压变压器原线圈电压false
解得false
输电线上损失的电压false
则升压变压器副线圈电压false
发电机的输出电压false
解得false
发电机线圈的电流false
则发电机内阻分压false
发电机的电动势false
（3）输电效率false