新教材2023年秋高中物理课时分层作业12电能的输送新人教版选择性必修第二册

课时分层作业(十二)电能的输送题组一输电线上电压和功率损失的计算1．“西电东输”工程中，为了减少输电损耗，必须提高输电电压。从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW，输电电压为1000kV，输电线电阻为100Ω。若改用超导材料作为输电线，则可减少输电损耗的功率为()A．105kW B．104kWC．106kW D．103kW2．用电压U和KU分别输送相同的电功率，且在输电线上损耗的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为()A．K∶1 B．1∶KC．K2∶1 D．1∶K23．远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功率为P0。则当输电电压提高为2U0时()A．由I＝UR得，输电线上的电流变为2IB．由I＝PU得，输电线上的电流变为C．由P＝U2R得，输电线上损失的电功率为4D．由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P04．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，则下列说法错误的是()A．损耗功率为UB．输电导线上的电流为PC．电压损失为PUD．用户得到的功率为P－P2题组二远距离输电5．(多选)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200V，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()A．n2nB．n2nC．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率6．(多选)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＝2202sin100πt(V)，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，则下列说法正确的是()A．通过R0电流的有效值是20AB．降压变压器T2原、副线圈的电压之比为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的输出功率等于降压变压器T2的输入功率7．(多选)(2022·甘肃临洮文峰中学高二阶段练习)目前我国远距离输电已经采用750kV的超高压和1100kV的特高压。假设甲、乙两地原来采用750kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1100kV的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是()A．输电线上输送的电流大小增大B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小D．用户得到的电功率增大8．(多选)如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是()A．仅闭合开关S，灯L1会变亮B．仅闭合开关S，r消耗的功率会变大C．仅将滑片P下移，电流表的示数会变大D．仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小9．(多选)(2022·湖北武汉高二期末)如图是通过降压变压器给用户供电的电路示意图，变压器到用户端输电线的总电阻为R0，假设用户端所有用电器均为纯电阻用电器，用图中虚线框中的R表示用户端正在使用的许多用电器的总电阻。已知输入端输入的是正弦交流电且电压恒定，变压器、各电表均为理想器材，当用户端使用的用电器个数减少时，则()A．用户端总电阻R减少B．电流表A1示数减小C．电压表V2示数增大D．用户端电压表V3示数增大10．(多选)如图所示的是一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为R。则下列关系式正确的是()A．输电导线中的电流强度I2＝PB．热损失的功率ΔP＝(U2－U3)I3C．两变压器线圈匝数之比满足n3nD．变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2＞I311．(2022·浙江大学附属中学高二期中)2022年3月31日，杭州2022年亚运会、亚残运会56个竞赛场馆全面竣工并通过赛事功能综合验收，此次杭州亚运会也将在亚运史上首次实现100%绿色电力供应。为确保杭州亚运会100%绿电供应，浙江电力交易中心已组织两次绿电交易，将青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关等地的光伏电能，通过特高压线路输送至浙江，让丝绸之路上的光点亮亚运的灯。如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e＝2222sin100πt(V)。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻R＝25Ω，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25∶11，降压变压器副线圈接入一台内阻r＝8.8Ω的电动机，其两端的电压U＝220V，效率η＝80%。导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，求：(1)电动机的机械功率P机；(2)输电线上损失的功率ΔP；(3)电流表的读数IA。12．(2022·山东泰安基础教育教学研究室高二期末)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的输出电压为U1＝250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。已知输电线上损失的功率P线＝5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求：(1)整个输电网络的输电效率(即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比)；(2)降压变压器的匝数比n3∶n4；(3)若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。课时分层作业(十二)12345678910ACBAADABBCDBCBDAB1．A[输电电流I=PU，输电线路损耗的电功率P损=I2r=PU2r=1×105kW，当改用超导输电时，无电能损失，因此减少的输电损耗就等于P损，2．C[由R=ρlS、P=UI、ΔP=I2R得ΔP=P2ρlU2S，可见在其他物理量一定时，S与U2成反比，即S1∶S2=(KU)2∶U2=K23．B[设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损失的电功率为P0=I02R，当输电电压提高为2U0时，由I=PU可知输电线上的电流变为I02，输电线上损失的电功率为P损=I4．A[根据P=UI得，输电导线上的电流为I=PU，则输电线上损耗的功率为P损=I2R=P2U2R，故A错误，B正确；根据部分电路欧姆定律得到：U损=IR=PUR，故C正确；根据能量守恒，用户得到的功率为P'=P-P5．AD[由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，P出-P损=P入，故C错误，D正确；U2U1=n2n1，U3U4=n3n4，因为U1=200V<U4=220V，U2>U3=U6．AB[T2副线圈两端交流电压u=2202sin100πt(V)，电压有效值为220V，则通过R0的电流有效值I=22011A=20A，A项正确；由变压器原、副线圈电压与匝数的关系知B项正确；由于输电线有电阻，所以升压变压器T1的输出电压和输出功率大于降压变压器T2的输入电压和输入功率，C、D错误。7．BCD[根据公式P=I输·U输且P不变，可知输电电流I输=PU输，当输电电压增大时，输电电流减小，A错误；R线不变，当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，B、C正确；P不变，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，用户得到的电功率增大，D正确。故选BCD8．BC[仅闭合S，则T2副线圈中总电阻变小，T2副线圈中电流变大，T2原线圈电流也变大，则r上损失的电压和功率变大，则T2输入电压变小，灯L1两端电压减小，故灯L1会变暗，故A错误，B正确；仅将滑片P下移，T1副线圈匝数变大，则T1输出电压变大，T2的输入电压变大，灯L1两端电压也变大，消耗功率变大，则T1输入功率变大，电流变大，电流表示数变大，故C正确；变压器由以上分析可知，仅将滑片P下移，输电线中的电流变大，故电阻r消耗的功率变大，故D错误。]9．BD[根据并联电路的特点，当用户端使用的用电器个数减少时，用户总电阻增大，故A错误；原线圈的电压不变，原、副线圈的匝数比不变，所以副线圈的电压不变，即电压表V2示数不变，而副线圈的总电阻增大，由I2=U2R0+R可知，副线圈的电流I2变小，根据原、副线圈的电流与匝数的关系可知电流表A1示数减小，故B正确，C错误；由U2=I2R0+U3可知，U3增大，即用户端电压表V3示数增大，故10．AB[题图中均为理想变压器，则P1=P2，根据I=PU可知，输电导线中的电流强度I2=P1U2，故A正确；因输送电路不是纯电阻电路，热损失的功率为ΔP=P2-P3=(U2-U3)I3，故B正确；①是升压变压器，则n1<n2，②是降压变压器，则n3>n4，所以n3n4>n1n2，故C错误；变压器①的输出电流I11．解析：(1)设通过电动机的电流为I，电动机内阻损耗的功率为P损，由题意得P损=I2r，P损=(1-η)P=(1-η)UI，代入数据解得I=5AP=UI=1100W可得P机=ηP=880W。(2)设降压变压器原线圈两端的电压为U1，通过输电线路的电流为I1，由题意得II1=2511，解得I1=2.2A，输电线路损耗的功率为ΔP=I12R=2.22(3)两变压器均为理想变压器，则升压变压器的输入功率P1为P1=ΔP+P=1100W+121W=1221W由题交变电动势的表达式可知，发电机的输出电压峰值为2222V，则升压变压器的输入电压有效值为U0=22222V电流表的读数IA为升压变压器的输入电流，可得IA=P1U0=1答案：(1)880W(2)121W(3)5.5A12．解析：(1)输电效率η=P-P线P(2)输电线电流I线