2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第三章4-电能的输送

4.电能的输送课后训练巩固提升一、基础巩固1.下列关于减少远距离输电导线上热损耗的说法,正确的是()A.因为热功率P=U2R,所以应降低输电电压,增大输电导线的电阻B.因为热功率P=IU,所以应采用低电压、小电流输电,才能减少输电导线上的热损耗C.因为热功率P=I2R,所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减少输电导线上的热损耗D.以上说法均不正确答案:C解析:不能盲目套用公式,要注意其物理意义,在求热损耗时可以用P损=I线2R线或用P损=U线I线,也可用P损=U线2R线,但U2.下图是远距离输电的示意图,下列说法正确的是()A.a是升压变压器,b是降压变压器B.a是降压变压器,b是升压变压器C.a的输出电压等于b的输入电压D.a的输出电压等于输电线上损耗的电压答案:A解析:远距离输电先升压,后降压,选项A正确,选项B错误;由于输电线上有电压损耗,故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损耗的电压之和,选项C、D错误。3.远距离输电中,当输送的电功率为P,输送电压为U时,输电线上损失的电功率为ΔP;若输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为ΔP4,(输电线电阻不变)那么输电电压应增为(A.32U B.16UC.8U D.4U答案:C解析:根据题意知,ΔP=PU2·r,14ΔP=4PU'4.(多选)如图所示,在远距离输电过程中,若保持升压变压器原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是()A.升高U1会减小输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率答案:AD解析:提高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=n1n2I1,所以I2将减小,故A正确。线路功率损耗P损=I22R,因此功率损耗减小,电压损失减小,故B、C错误。因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,故D5.(多选)供电电路的电源的输出电压为U1,若不采用变压器直接供电,线路导线上的电压为U2,用电器得到的电压为U3,导线中电流为I,线路导线的总电阻为R,若要计算线路上的损失功率,可用的公式有()A.UB.I(U1U3)C.I2RD.U答案:BCD解析:U1不等于线路上的电压,A错误;线路导线上的电压为U2=U1U3,导线中电流为I,线路上的损失功率P=UI=I(U1U3),B正确;导线中电流为I,线路导线的总电阻为R,线路上的损失功率P=I2R,C正确;线路导线上的电压为U2,线路导线的总电阻为R,线路上的损失功率P=U22R6.某变电站用220V的电压输电,导线上损失的功率为输送功率的20%。若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%,则输电电压应为多少?答案:440V解析:设输送功率为P,输电电压U1=220V时,损失功率ΔP1=20%P又因为ΔP1=I12R线,I1解得ΔP1=P2U现要求ΔP2=5%P,同理ΔP2=P2U因此可得Δ所以U2=2U1=440V。7.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。为了减少电能损耗,使用2kV高压输电,最后用户得到“220V9.5kW”的电能。(1)求水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1(2)求输电线路导线电阻R。(3)求用户降压变压器原、副线圈匝数比n3答案:(1)15(2)20Ω(3)解析:(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1(2)P损=I2输送电流决定于输出电压及输送功率,有I2=PU2=10所以R=P损I22=10(3)设降压变压器原线圈上电压为U3,则U3=U2I2R=(20005×20)V=1900V所以降压变压器原、副线圈匝数比为n3二、能力提升1.假设甲、乙两地原来用500kV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1000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响。则()A.输电电流变为原来的2倍B.输电线上降落的电压将变为原来的2倍C.输电线上降落的电压将变为原来的1D.输电线上损耗的电功率将变为原来的1答案:C解析:根据输送电功率P输=U输I输及P输不变可知,输电电流I输=P输U输∝1U输,当U输变为原来的2倍时,I输变为原来的12,选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R线∝I输,所以,当输电电流变为原来的12时,输电线上降落的电压也变为原来的12,选项B错误,C正确;输电线上损耗的电功率P损=I输2R线∝2.(多选)如图所示,为了减少输电线路中的电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送,再经过变电所将高压变为低压。某变电所将电压u0=110002sin100πt(V)的交变电流降为220V供居民小区用电,则该变电所变压器()A.原、副线圈匝数比为50∶1B.原线圈中电流的频率是50HzC.原线圈的导线比副线圈的要粗D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和答案:AB解析:根据电压u0=110002sin100πt(V)可知降压变压器原线圈的电压为11000V,则n1n2=U1U2=11000220=50,选项A正确;交变电流的频率f=ω2π=100π2πHz=50Hz,经过变压器后,交变电流的频率不变,选项B正确;降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的电流3.(多选)远距离输电装置如图所示,电厂输送功率一定,升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当开关S由2改接为1时,下列说法正确的是()A.电压表读数变小B.电流表读数变大C.电流表读数变小D.输电线损失的功率减小答案:CD解析:S接到1后,升压变压器副线圈匝数增多,所以输电电压U2升高(U1∶U2=n1∶n2,n2增多),因为输出功率不变,所以输电线电流减小,电流表的示数减小,输电线上的电压降减小,所以最终降压变压器的输出电压变大,电压表测路端电压,示数变大,则A、B错误,C正确;电流表示数减小,输电线损失功率减小,故D正确。4.(多选)下图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。下列说法正确的是()A.采用高压输电可以增大输电线中的电流B.升压变压器原、副线圈匝数比nC.输电线损耗的功率为UD.将P上移,用户获得的电压将升高答案:BD解析:发电机输出功率恒定,根据P=UI可知,采用高压输电可以减小输电线中的电流,故A错误;升压变压器原、副线圈匝数比等于输入电压和输出电压之比,n1n2=U1U2,故B正确;U2等于输电线路上的电压降与降压变压器输入电压之和,故C错误;若P上移,降压变压器的原线圈匝数减少,由以上分析可知,用户获得的电压将增大5.学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4Ω,全校共22个教室,每教室用“220V40W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光。(1)发电机的输出功率多大?(2)发电机的电动势多大?(3)输电线上损耗的电功率多大?答案:(1)5424W(2)250V(3)144W解析:(1)所有灯都正常工作时的总功率P2=22×6×40W=5280W用电器总电流I3=P2U4输电线上的电流I2=I34=6降压变压器上的输入电压U3=4U4=880V输电线上的电压损失UR=I2R=24V因此,升压变压器的输出电压U2=UR+U3=904V输入电压U1=U24=226输入电流I1=4I2=24A所以发电机的输出功率P1=U1I1=5424W。(2)发电机的电动势E=U1+I1r=250V。(3)输电线上损耗的电功率PR=I22R=1446.如图所示,作为北京奥运会主场的国家体育场拥有9.1万个座位,其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感,还隐藏着一座年发电量约为98550kW·h的太阳能光伏发电系统,供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105W。(1)按平均每天太阳照射6h计,该发电系统一年(按365天计)能输出多少电能?(2)假若输出电压为250V,现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8Ω,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220V电压,应选用匝数比多大的升压变压器?答案:(1)2.19×105kW·h或