3.4电能的输送—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册同步检测（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的输送—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册同步检测（Word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 47.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-15 08:35:41 | ||
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文档简介
3.4节电能的输送
关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列方法正确的是(????)
A. 由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B. 由P=IU，应降低输电电压、减小输电电流
C. 由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D. 上述方法均不对
远距离输送交流电都采用高压输电。采用高压输电的优点是(????)
A. 可节省输电线的铜材料 B. 可根据需要调节交流电的频率
C. 可减少输电线上的能量损失 D. 可加快输电的速度
在远距离高压输电时，当输电功率一定时，输电线上损耗的功率与电路中的(????)
A. 输送电压的平方成正比 B. 输送电压的平方成反比
C. 输电线中电流的平方成正比 D. 导线中电流的平方成反比
在利用升压变压器与降压变压器进行远距离输电线时，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(????)
A. 升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B. 输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定
C. 当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
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ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。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ΔP'，到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响，则(????)
A. ΔP'=14ΔP B. ΔP'=12ΔP C. ΔU'=14ΔU D. ΔU'=12ΔU
一座小型水电站的输出电功率为80kw，输电电压为200V，输电导线中通过的电流应等于__________A；如果输电导线的总电阻为2Ω，那么输电导线由于发热损失的电功率应等于__________W；如果输电电压为20kV，输电导线中通过的电流应等于__________A；设输电导线的总电阻不变，那么输电导线由于发热损失的电功率应等于__________W。
发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U=230V，输出功率P1=2.3×105W，负载额定电压U1=220V，输电线总电阻R0=1Ω。要求输电线损失功率为1.0×104W。求供电线路升压变压器及降压变压器的匝数比。
有一台发电机通过升压变压器和降压变压器给用户供电。已知发电机的输出电功率为500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比是1∶5，两变压器之间输电导线的总电阻是1.5Ω，降压变压器的输出电压是220V。求：
(1)升压变压器的输出电压；
(2)输电效率；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
学校配有一套校内备用供电系统，如图所示，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏)供电，如果输电线的总电阻R是4Ω，理想的升压变压器和降压变压器的匝数比分别是1∶4和4∶1，求：
(1)发电机的输出功率；
(2)发电机的电动势；
(3)发电机的效率；
(4)输电效率。
为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，一个小型水电站的河水流量为4m3/s，水流下落的高度为5m。若该水电站发电机组的总效率为50%，取g=10m/s2。求：
(1)发电机组的输出功率；
(2)设发电机的输出电压为350V，输电线的电阻为2Ω，要使输电线上损耗的电功率不超过输出电功率的5%，在用户需用电压220V时，所用升压变压器和降压变压器线圈的匝数之比各是多少。
我们的生产和生活中离不开交变电流。
(1)如图甲所示，KLMN是一个单匝竖直的矩形导线框，KL边水平，线框面积为S，全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度ω匀速转动。在KL边与磁场方向夹角为30°(图示位置)时：
①导线框产生的瞬时电动势的大小为_________________。
②导线框中的电流方向是_______________(选填“KNMLK”或“KLMNK”)。
(2)交变电流可以从发电厂输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。某发电厂利用总电阻R=100Ω的线路向外输送电能，输送功率P=300kW，输电电压U=10kV，请你求出输电线上损失的功率。
(3)如图乙所示电路中，L是标有“12V?12W”字样的小灯泡，R是标有“10Ω?1A”字样的滑动变阻器。交流电源的电压瞬时值表达式u?=?28sin100πt(V)。请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。
答案和解析
1. C 2. C 3. BC 4. C 5. A
6. 400；32000；4；3.2
7.解：输电线上的电流为：I2=P损R0=1.0×1041=100A
升压变压器副线圈电压：U2=P1I2=2.3×105100=2300V
根据变压比公式：n1n2=U1U2=2302300=110
降压变压器的输入电压为：U3=U2?U损=U2?I2R0=2300?100×1=2200V
根据变压比公式：n3n4=U3U4=2200220=101
答：供电线路升压变压器的匝数比是1:10，降压变压器的匝数比为10:1
8.解：(1)根据U1U2=n1n2得升压变压器的输出电压为：
U2=500×5V=2500V
答：升压变压器的输出电压为2500V。
(2)输电线上的电流为：I=PU2=5000002500A=200A，则输电线上损耗的功率为：
P损=I2R=2002×1.5W=60000W，所以输电效率为η=P总?P损P总×100％=500000?60000500000×100％=88％
答：输电效率为88%。
(3)输电线上的电压损失为：
ΔU=IR=200×1.5V=300V，
则降压变压器的输入电压为：
U3=U2?ΔU=(2500?300)V=2200V，
降压变压器的匝数比为：n1n2=U2U4=2200220=101
答：降压变压器原、副线圈的匝数比为10:1。
9.解：(1)全校消耗的功率P用=NP0=22×40×6W=5280W，
设线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3，则
?U3U4=n3n4=41，U3=n3n4U4=41×220V=880V
I线=P用U3=5280880=6A
线路损失功率P损=I线2R线=62×4=144W
所以P出=P用+P损=5280+144=5424W
答：发电机的输出功率为5424W。
(2)输电线上损失的电压为U损=I线R线=6×4=24V
升压变压器副线圈上的电压为U2=U损+U3=24+880=904V
由U1U2=n1n2，得
U1=U2n1n2=904×14=226V，
升压变压器原线圈电流I1=P出U1=5424226=24A，
发电机的电动势E=I1r+U1=24×1+226=250V
答：发电机的电动势为250V。
(3)发电机的效率为η'=U1E×100％=226250×100％=90.4％
答：发电机的效率为90.4%。
(4)输电效率为η=P用P出=52805424×100％=97.3％
答：输电效率为97.3%。
10.解：(1)水推动发电机叶轮的功率P=mg?t，又m=ρV，所以P=ρVg?t，
发电机的输出功率P出=50％P，解得
P出=50％×1.0×103×4×10×5W=1.0×105W。
答：发电机组的输出功率为1.0×105W。
(2)输电线上损耗的功率为P损=5％×1.0×105W=5000W，又P损=I02r，
所以输电线中的电流I0=P损r=50A
对于理想的升压变压器，有P出=I1U1
则I1=P出U1=1.0×105360=20007A
n1n2=I0I1=740
对于理想的降压变压器，有P用=P出?P损=1.0×105?5×103=9.5×104W
由P用=UI'得I'=P用U=9.5×104220=950022A
则n3n4=I'I0=9511
答：升压变压器原、副线圈匝数之比为7:40，降压变压器原、副线圈匝数之比为95：11。
11. (1)①32BSω? ? ? ?②KNMLK
(2)输电电流??I=PU=30A
输电线上损失的功率为???P损=I2R=90kW
答：输电线上损失的功率为90kW。
(3)电源电压的有效值??U=142V
小灯泡正常工作时两端电压??UL=12V
通过小灯泡的电流??IL=PLUL=1A
此时滑动变阻器接入电路的阻值??R=U?ULIL=142?12(Ω)
小灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的阻值小于其最大电阻值，所以能通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。
关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列方法正确的是(????)
A. 由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B. 由P=IU，应降低输电电压、减小输电电流
C. 由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D. 上述方法均不对
远距离输送交流电都采用高压输电。采用高压输电的优点是(????)
A. 可节省输电线的铜材料 B. 可根据需要调节交流电的频率
C. 可减少输电线上的能量损失 D. 可加快输电的速度
在远距离高压输电时，当输电功率一定时，输电线上损耗的功率与电路中的(????)
A. 输送电压的平方成正比 B. 输送电压的平方成反比
C. 输电线中电流的平方成正比 D. 导线中电流的平方成反比
在利用升压变压器与降压变压器进行远距离输电线时，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(????)
A. 升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B. 输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定
C. 当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
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ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。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ΔP'，到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响，则(????)
A. ΔP'=14ΔP B. ΔP'=12ΔP C. ΔU'=14ΔU D. ΔU'=12ΔU
一座小型水电站的输出电功率为80kw，输电电压为200V，输电导线中通过的电流应等于__________A；如果输电导线的总电阻为2Ω，那么输电导线由于发热损失的电功率应等于__________W；如果输电电压为20kV，输电导线中通过的电流应等于__________A；设输电导线的总电阻不变，那么输电导线由于发热损失的电功率应等于__________W。
发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U=230V，输出功率P1=2.3×105W，负载额定电压U1=220V，输电线总电阻R0=1Ω。要求输电线损失功率为1.0×104W。求供电线路升压变压器及降压变压器的匝数比。
有一台发电机通过升压变压器和降压变压器给用户供电。已知发电机的输出电功率为500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比是1∶5，两变压器之间输电导线的总电阻是1.5Ω，降压变压器的输出电压是220V。求：
(1)升压变压器的输出电压；
(2)输电效率；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
学校配有一套校内备用供电系统，如图所示，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏)供电，如果输电线的总电阻R是4Ω，理想的升压变压器和降压变压器的匝数比分别是1∶4和4∶1，求：
(1)发电机的输出功率；
(2)发电机的电动势；
(3)发电机的效率；
(4)输电效率。
为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，一个小型水电站的河水流量为4m3/s，水流下落的高度为5m。若该水电站发电机组的总效率为50%，取g=10m/s2。求：
(1)发电机组的输出功率；
(2)设发电机的输出电压为350V，输电线的电阻为2Ω，要使输电线上损耗的电功率不超过输出电功率的5%，在用户需用电压220V时，所用升压变压器和降压变压器线圈的匝数之比各是多少。
我们的生产和生活中离不开交变电流。
(1)如图甲所示，KLMN是一个单匝竖直的矩形导线框，KL边水平，线框面积为S，全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度ω匀速转动。在KL边与磁场方向夹角为30°(图示位置)时：
①导线框产生的瞬时电动势的大小为_________________。
②导线框中的电流方向是_______________(选填“KNMLK”或“KLMNK”)。
(2)交变电流可以从发电厂输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。某发电厂利用总电阻R=100Ω的线路向外输送电能，输送功率P=300kW，输电电压U=10kV，请你求出输电线上损失的功率。
(3)如图乙所示电路中，L是标有“12V?12W”字样的小灯泡，R是标有“10Ω?1A”字样的滑动变阻器。交流电源的电压瞬时值表达式u?=?28sin100πt(V)。请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。
答案和解析
1. C 2. C 3. BC 4. C 5. A
6. 400；32000；4；3.2
7.解：输电线上的电流为：I2=P损R0=1.0×1041=100A
升压变压器副线圈电压：U2=P1I2=2.3×105100=2300V
根据变压比公式：n1n2=U1U2=2302300=110
降压变压器的输入电压为：U3=U2?U损=U2?I2R0=2300?100×1=2200V
根据变压比公式：n3n4=U3U4=2200220=101
答：供电线路升压变压器的匝数比是1:10，降压变压器的匝数比为10:1
8.解：(1)根据U1U2=n1n2得升压变压器的输出电压为：
U2=500×5V=2500V
答：升压变压器的输出电压为2500V。
(2)输电线上的电流为：I=PU2=5000002500A=200A，则输电线上损耗的功率为：
P损=I2R=2002×1.5W=60000W，所以输电效率为η=P总?P损P总×100％=500000?60000500000×100％=88％
答：输电效率为88%。
(3)输电线上的电压损失为：
ΔU=IR=200×1.5V=300V，
则降压变压器的输入电压为：
U3=U2?ΔU=(2500?300)V=2200V，
降压变压器的匝数比为：n1n2=U2U4=2200220=101
答：降压变压器原、副线圈的匝数比为10:1。
9.解：(1)全校消耗的功率P用=NP0=22×40×6W=5280W，
设线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3，则
?U3U4=n3n4=41，U3=n3n4U4=41×220V=880V
I线=P用U3=5280880=6A
线路损失功率P损=I线2R线=62×4=144W
所以P出=P用+P损=5280+144=5424W
答：发电机的输出功率为5424W。
(2)输电线上损失的电压为U损=I线R线=6×4=24V
升压变压器副线圈上的电压为U2=U损+U3=24+880=904V
由U1U2=n1n2，得
U1=U2n1n2=904×14=226V，
升压变压器原线圈电流I1=P出U1=5424226=24A，
发电机的电动势E=I1r+U1=24×1+226=250V
答：发电机的电动势为250V。
(3)发电机的效率为η'=U1E×100％=226250×100％=90.4％
答：发电机的效率为90.4%。
(4)输电效率为η=P用P出=52805424×100％=97.3％
答：输电效率为97.3%。
10.解：(1)水推动发电机叶轮的功率P=mg?t，又m=ρV，所以P=ρVg?t，
发电机的输出功率P出=50％P，解得
P出=50％×1.0×103×4×10×5W=1.0×105W。
答：发电机组的输出功率为1.0×105W。
(2)输电线上损耗的功率为P损=5％×1.0×105W=5000W，又P损=I02r，
所以输电线中的电流I0=P损r=50A
对于理想的升压变压器，有P出=I1U1
则I1=P出U1=1.0×105360=20007A
n1n2=I0I1=740
对于理想的降压变压器，有P用=P出?P损=1.0×105?5×103=9.5×104W
由P用=UI'得I'=P用U=9.5×104220=950022A
则n3n4=I'I0=9511
答：升压变压器原、副线圈匝数之比为7:40，降压变压器原、副线圈匝数之比为95：11。
11. (1)①32BSω? ? ? ?②KNMLK
(2)输电电流??I=PU=30A
输电线上损失的功率为???P损=I2R=90kW
答：输电线上损失的功率为90kW。
(3)电源电压的有效值??U=142V
小灯泡正常工作时两端电压??UL=12V
通过小灯泡的电流??IL=PLUL=1A
此时滑动变阻器接入电路的阻值??R=U?ULIL=142?12(Ω)
小灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的阻值小于其最大电阻值，所以能通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。