高中物理人教版2第五章交变电流第5章5

第五章5知能综合训练(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)eq\x(◎必做部分)1．下列关于电能输送的说法正确的是()A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C．减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等解析：输送电能的基本要求是可靠、保质、经济．减少输电线上的功率损失可采用高压输电，也可以减小输电线电阻，即增大导线横截面积，但不经济．实际输电时，应综合考虑各种因素．答案：AD2．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为r，则下列说法中正确的是()A．据公式I＝eq\f(P,U)，提高电压后输电线上的电流降为原来的eq\f(1,20)B．据公式I＝eq\f(U,r)，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C．据公式P＝I2r，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的eq\f(1,400)D．据公式P＝eq\f(U2,r)，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍解析：由I＝eq\f(P,U)得电压损失ΔU＝Ir＝eq\f(P,U)r，因U2＝20U1故ΔU2＝eq\f(1,20)ΔU1，A正确；又因为ΔP＝I2r＝eq\f(P2,U2)r，故ΔP2＝eq\f(1,400)ΔP1，C正确．答案：AC3．远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是()A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比解析：此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混，由P＝eq\f(U2,R)而选B.正确的思路是由I线＝eq\f(P送,U送)可知ΔP＝eq\f(P\o\al(2,送),U\o\al(2,送))·R线，C对．ΔU＝eq\f(P送,U送)·R线，A错．ΔP＝eq\f(ΔU2,R线)，D对．答案：CD4．如图为远距离输电线路的示意图：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．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减少时，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解析：变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A、B错误．用户的总电阻减小，据P＝eq\f(U2,R)，消耗的功率增大，输电线电流增大，线路损失功率增大，C项正确，升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压，D项错误．答案：C5．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，输电导线电阻率为ρ，截面面积为S，导线的总长度为L.输电线上损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′和P用的关系式正确的是()A．P′＝eq\f(U2S,ρL) B．P′＝eq\f(P2ρL,U2S)C．P用＝P－eq\f(U2S,ρL) D．P用＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(PρL,U2S)))解析：输电线电阻R＝ρeq\f(L,S)，输电电流I＝eq\f(P,U)，故输电线上损失的电功率为P′＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2ρeq\f(L,S)＝eq\f(P2ρL,U2S)，用户得到的电功率为P用＝P－P′＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(PρL,U2S))).答案：BD6．某小型发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向用户供电．已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220eq\r(2)sin100πtV，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是()A．通过R0电流的有效值是20B．降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率解析：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1，选项B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，选项C错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2答案：ABD7．水电站向小山村输电，输送电功率为50kW，若以1100V送电，则线路损失为10kW，若以3300V送电，则线路损失可降为()A．kW B．kWC．30kW D．11kW解析：由P＝UI，ΔP＝I2R可得：ΔP＝eq\f(P2,U2)R，所以当输送电压增大为原来的3倍时，线路损失变为原来的eq\f(1,9)，即ΔP＝kW.答案：B8．某变电站用220V的电压送电，导线损失的功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？解析：设输送功率为P，送电电压U1＝220V时，损失电功率ΔP1＝20%P，又ΔP1＝Ieq\o\al(2,1)R线，而I1＝eq\f(P,U1)，则ΔP1＝eq\f(P2,U\o\al(2,1))R线．现要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝eq\f(P2,U\o\al(2,2))R线，由上式得eq\f(ΔP1,ΔP2)＝eq\f(20%,5%)＝eq\f(U\o\al(2,2),U\o\al(2,1))，所以输送电压应为U2＝440V.答案：440V9．有一理想变压器原、副线圈的匝数比为100∶1，原线圈上所加电压为23kV，副线圈通过总电阻为2Ω的供电导线向用户供电，用户得到的电压是220V，求供电导线上损耗的功率．解析：设原、副线圈匝数为n1、n2，原、副线圈上两端电压为U1、U2，有U2＝eq\f(n2,n1)U1＝230V设用户电压为U3，导线上的损失电压为ΔU＝U3－U2＝10V导线上损失功率为P＝eq\f(ΔU2,r)＝50W.答案：50W10．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、kW的电能，求：(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比eq\f(n1,n2)；(2)输电线路导线电阻r；(3)降压变压器原、副线圈匝数比eq\f(n3,n4).解析：(1)升压变压器原、副线圈匝数比：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(400,2000)＝eq\f(1,5).(2)输送电流I2＝eq\f(P,U2)＝5A，输电线上损失的电功率P损＝(10－kW＝kW又P损＝Ieq\o\al(2,2)r，所以r＝eq\f(P损,I\o\al(2,2))＝20Ω.(3)降压变压器原线圈上电压为U3＝U2－I2r＝1900V所以降压变压器原、副线圈匝数比为eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(95,11)答案：(1)1∶5(2)20Ω(3)95∶11eq\x(◎选做部分)11．随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A．输电线上损耗的功率为eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,2))B．输电线上损耗的功率为eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,1))C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率解析：设发电厂输出功率为P，则输电线上损耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝eq\f(P2R,U\o\al(2,1))，A、B项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D项错误．答案：C12．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则()\f(n2,n1)＞eq\f(n3,n4)\f(n2,n1)＜eq\f(n3,n4)C．升压变压