新教材同步系列2024春高中物理课时分层作业12远距离输电粤教版选择性必修第二册

课时分层作业(十二)远距离输电题组一高压输电的缘由及电损的计算1．采纳220kV高压向远方的城市输电。当输送功率肯定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14A．55kV B．110kVC．440kV D．880kV2．(多选)某发电站采纳高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则下列说法正确的是()A．输电线上的电流I＝UB．输电线上的电流I＝PC．输电线上损失的功率P＝P0D．输电线上损失的功率P＝U3．(多选)(2024·全国卷Ⅱ)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已胜利驾驭并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采纳550kV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1100kV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′＝12C．ΔU′＝14ΔU D．ΔU′＝124．(多选)(2024·海南琼海嘉积其次中学高二期末)一台发电机输出功率为1000kW，输出电压为1000V，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、100W)。若在输电线路上损耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽视，则()A．T1原、副线圈电流分别为1000A和10AB．T1的原、副线圈匝数比为1∶100C．T2原、副线圈电压分别为1000V和220VD．有9000盏灯泡正常发光题组二高压沟通输电与高压直流输电5．(多选)高压直流输电与高压沟通输电相比()A．高压直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗B．高压直流输电所需的设备比高压沟通输电所需的设备经济C．高压直流输电技术简洁D．高压直流输电主要用于联系非同步运行的沟通系统6．下列关于高压直流输电的说法，正确的是()A．高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D．直流输电，用户可以干脆得到直流电题组三远距离输电的分析与计算7．如图所示为远距离沟通输电的简化电路图。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志向变压器，流入用户端的电流为I2，则()A．用户端的电压为IB．输电线上的电压降为UC．志向变压器的输入功率为I1D．输电线路上损失的电功率为I1U8．(2024·浙江7月选考)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经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志向变压器，下列说法正确的是()A．发电机输出的电流I1＝40AB．输电线上的电流I线＝625AC．降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D．用户得到的电流I4＝455A9．(2024·湖北武汉高二期末)升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示，某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级T1的自耦线圈滑头P位于线圈中点，T2为其次级升流器，T1、T2均为志向变压器，不计线路电阻。当采集负载R的电流值为ab输入端电流值的20倍时，则其次级升流器T2的匝数比为()A．1∶5 B．10∶1C．20∶1 D．5∶110．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220V，正常状况下输出的总功率P0＝8.8×104W，为了削减远距离输电过程中的电能损失，往往采纳高压输电。输送电压为u＝11002sin200πt(V)，输电导线的总电阻为r＝5Ω，现要使额定电压为220V的用电器正常工作，下列说法中正确的是()A．输电线上的电流为220AB．降压变压器匝数比n3nC．用电器的额定功率P＝5.6×104WD．用电器上沟通电的频率是50Hz11．(多选)(2024·山东卷)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5V的正弦沟通电。连接两志向变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下推断正确的是()A．r＝10Ω B．r＝5ΩC．P＝45W D．P＝22.5W12．(2024·四川内江高二阶段练习)目前5G技术渐渐走向成熟。一个5G基站单系统功耗为P0＝4kW(基站用电器功率)，信号覆盖半径约为r＝100m的圆。如图所示，某5G基站距离u1＝100kV的主供电线路有肯定的距离，线路电阻为R＝40Ω，线路损耗功率占总功率的20%，变压器均视作志向变压器。则：(1)高压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)假如某市的市区面积约为S＝100平方公里，要实现该市区面积5G信号全覆盖，不计线路损耗，那么，市区的5G基站运行一天将消耗约多少度电？(π取3，基站个数N＝Sπ13．三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，枢纽限制流域面积为1.0×106km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×1011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面。在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P＝1.82×107kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010kW·h，该工程于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电惊慌状况。阅读上述材料，回答下列问题(水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h＝100m计算，试推导三峡电站将水流势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值。(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，输送电功率为P＝4.5×106kW，采纳超高压输电，输电电压U＝500kV，而发电机输出的电压约为U0＝18kV，要使输电线上损失的功率等于输送电功率的5%，求发电站的升压变压器的原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻。课时分层作业(十二)1234567891011CBCADABDADBACBCBDA组基础巩固练1．C[输电线上损耗的功率P＝I2r，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，电流I要减小为原来的12．BC[输电线上的电流I线＝P0U＝U线R，故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝I线2R3．AD[若采纳550kV的超高压输电，输电线上的功率损耗ΔP＝PU2·r，输电线路损失的电压ΔU＝PU·r，若改用1100kV的特高压输电，同理有ΔP′＝PU'2·r，ΔU′＝PU'·r，可得Δ4．ABD[由题可知损失功率为P损＝10%P0＝0.1×1000kW＝100kW，由P损＝I22R可得I2＝10A，由P0＝U1I1可得I1＝1000A，故T1原副线圈的匝数比为n1∶n2＝I2∶I1＝1∶100，故A、B正确；，由题意可知U2＝U3＋U损，U损＝I2R，解得U3＝9×104V，由功率关系可得P4＝P3＝P0－P损，解得P4＝900kW，故有N＝P45．AD[稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗，A正确；高压直流输电技术的要求高，所需的换流设备制造难，价格高，B、C错误；高压直流输电主要用于联系非同步运行的沟通系统，D正确。]6．B[现代的直流输电，只有输电这个环节运用高压直流，发电、用电及升、降电压仍旧是沟通，D错误；变压器只能对沟通起作用，对直流不起作用，A错误；在输电功率大、输电导线横截面积大的状况下，对沟通来说，感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，当然电阻对直流和沟通是同样有影响的，B正确，C错误。]7．A[志向变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为U2，则有I1U1＝I2U2，U2＝I1U1I2，选项A正确；输电线上的电压降为ΔU＝I1r，或者ΔU＝U－U1，选项B错误；志向变压器的输入功率为P＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的电功率为Δ8．C[发电机输出的电流I1＝PU1＝100×103250A＝400A，选项A错误；输电线上的电流I线＝P线R线＝5×1038A＝25A，选项B错误；升压变压器的副线圈输出电压U2＝PI线＝100×10325V＝4×103V，输电线损耗电压ΔU＝I线R＝25×8V＝200V，降压变压器的原线圈电压U3＝U2－ΔU＝3800V，故降压变压器的匝数比n3n4＝U39．B[设ab输入端电流值为I，由题意可知T1原副线圈匝数比为2∶1，依据志向变压器变流规律可知T2原线圈中电流为2I，而T2副线圈中电流为20I，所以T2的匝数比为n1n2＝20B组实力提升练10．C[输送电压为u＝11002sin200πt(V)，可知输送电压的有效值为1100V，输电线上的电流：I＝P0U＝8.8×1041100A＝80A，故A错误；输电线消耗的电压：U损＝Ir＝80×5V＝400V，则到达降压变压器原线圈的电压：U3＝U－U损＝1100－400V＝700V，故降压变压器的匝数比n3n4＝U3U4＝700220＝3511，故B错误；输电线损耗的电功率P损＝I2r＝802×5W＝32000W，到达降压变压器的电功率：P3＝P－P损＝11．BD[当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2＝3×7.5V＝22.5V，电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压U4＝PR＝10V，电流I4＝U4R＝1A，则右侧变压器初级电压U3＝21×10V＝20V，电流I3＝12×1A＝0.5A，则r＝U2-U3I3＝5Ω，当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知U2-Irn312．解析：(1)由题意可知，总功率P总＝P线路消耗功率ΔP＝P总×20%＝I2R高压变压圈副线圈的电压为U2＝P变压器原副线圈比列关系为n1n高压变压器原、副线圈的匝数比是n1n2(2)须要的基站个数N＝S每个5G基站一天耗电量E0＝P0t全部5G基站的总耗电量E＝NE0全部