高二物理电能的输送过关练习题有答案.docx

高二物理电能的输送过关练习题有答案.docx

《高二物理电能的输送过关练习题有答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理电能的输送过关练习题有答案.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高二物理电能的输送过关练习题有答案

1．如图5－5－4为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是（　　）

图5－5－4

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

解析：

选ABD.根据P＝I2R可知，在电流I一定的情况下，减小电阻R可以减少电路上的电能损失，而R＝ρLS，所以增大输电线横截面积S可减小电阻R，A正确；由输送电功率P＝UI，得输电线损失电功率P线＝I2R＝P2U2R，可见减小输电电流可减小电路发热损耗，在输送电压一定时，输送的电功率P越大，电能损失越大，B正确，C错误；高压输电并不一定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设备上的困难，所以D正确．

2．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（　　）

A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻

B．由P＝IU，应低电压小电流输电

C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流

D．上述说法均不对

解析：

选C.输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝U2R或P＝IU中的U应为导线上损失的电压，故A、B错，导线上功率的损失为发热损失，即P＝I2R，故C正确．

3．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时（　　）

A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低

B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小

C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大

D．供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小

解析：

选C.照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，C正确．

4．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，则输电电压应为（　　）

A．100U0  B.10U0

C．U0/10  D．U0/100

解析：

选B.设线路电阻为r，损失功率为P损＝I2r，线路电流为I＝P/U0

解得P损＝P2r/U20

则P损′∝1U0′2

当P损为原来的110时，U0′＝10U0

选项B正确．

5．通过相同材料的导线向同一用户输送10kW的电功率，如在输送电压为110V和220V两种情况下导线上损失的电能相同，那么这两种情况下输电线的截面积之比为多少？

解析：

P损＝I2R线＝（PU）2R线＝P2U2ρlS，所以S＝P2ρlU2P损，由于输送的电功率和P损都相同，且两地距离不变即l相同，材料也相同，所以S1∶S2＝22021102＝4∶1.

答案：

4∶1

一、选择题

1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是（　　）

A.U21R  B.U1－U22R

C．I2R  D．I（U1－U2）

解析：

选BCD.输电线上损耗的功率P损＝I2R＝U2损/R＝I•U损，而U损＝U1－U2，故B、C、D正确．

2．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．3.3kW  B．1.1kW

C．30kW  D．11kW

解析：

选B.由P＝UI，ΔP＝I2R可得：

ΔP＝P2U2R，所以当输送电压增大为原来3倍时，线路损失变为原来的19，即ΔP＝1.1kW.

3．在如图5－5－5所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　）

图5－5－5

A．升压变压器的输出电压增大

B．降压变压器的输出电压增大

C．输电线上损耗的功率增大

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

解析：

选CD.对升压（或降压）变压器而言，由变压器电压比U1∶U2＝n1∶n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU＝I2R线增大，功率损耗ΔP＝I22R线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为ΔPP1＝I22R线P1＝P1U1•n1n22R线P1＝P1n21R线U21n22∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确．

4．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为（　　）

A．U1∶U2  B．U21∶U22

C．U22∶U21  D．U2∶U1

解析：

选C.由P＝UI得输电线中的电流I＝PU，输电线上损失的功率P损＝I2R＝（PU）2R＝P2RU2.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P损1∶P损2＝U22∶U21.

5．某小型水电站的电能输送示意图如图5－5－6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（　　）

图5－5－6

A.n2n1>n3n4

B.n2n1

C．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

解析：

选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D正确.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因为U1＝200V＜U4＝220V，U2＞U3＝U2－U线，故n2n1＞n3n4，选项A正确．

6．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：

利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）

A．输电电流为3I  B．输电电流为9I

C．输电电压为3U  D．输电电压为13U

解析：

选AD.输电线上的热耗功率P线＝I2R线，热耗功率由P变为9P，则电流I变为3I，选项A正确．输电功率P不变，由P＝UI，电流变为3I，输电电压为13U，选项D正确．

7．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是（　　）

A．P′＝U2SρL  B．P′＝P2ρLU2S

C．P用＝P－U2SρL  D．P用＝P（1－PρLU2S）

解析：

选BD.输电线电阻R＝ρLS

输电电流I＝PU

故输电线上损失的电功率为

P′＝I2R＝（PU）2ρLS＝P2ρLU2S

用户得到的电功率为

P用＝P－P′＝P（1－PρLU2S）．

8．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是（　　）

A．输电线上的电功率损失是原来的1/n；

B．输电线上的电功率损失是原来的1/n2；

C．输电线上的电压损失是原来的1/n；

D．输电线上的电压损失是原来的n倍

解析：

选BC.由P＝UI知，当输送的功率P一定时，电压升高为原来的n倍时，输电电流I′＝P/U′＝P/（nU）＝1nI.又P线＝I2R线，所以输电线上的功率损失P损′＝（1nI）2R线＝1n2P损，即B正确，A错误．输电线上的电压损失U损′＝I′R线＝1nIR线＝1nU损，C正确，D错误．

9．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，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,60W）．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（　　）

A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A

B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V

C．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1

D．有6×104盏灯泡（220V、60W）正常发光

解析：

选ABD.T1原线圈的电流为I1＝P1U1＝4000×1034000A＝1×103A，输电线上损失的功率为P损＝I22R＝10%P1，

所以I2＝10%P1R＝4000×103×0.11×103A＝20A，选项A对；T1的变压比为n1n2＝I2I1＝20103＝150；T1上副线圈的电压为U2＝50U1＝2×105V，T2上原线圈的电压为U3＝U2－I2R＝2×105V－20×103V＝1.8×105V，选项B对；T2上原、副线圈的变压比为n3n4＝U3U4＝1.8×105220＝9×10311，选项C错；能正常发光的灯泡的盏数为：

N＝90%P160＝6×104（盏），选项D对．

二、非选择题

10．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，用户用电器得到的电压是220V，求供电导线上损耗的功率．

解析：

设原线圈上所加电压为U1，匝数为n1，副线圈上两端电压为U2，匝数为n2，有U1U2＝n1n2①

副线圈两端通过导线向用户供电，设用户电压为U3，导线上的电压为U4，有U2＝U3＋U4②

导线上损失功率为P＝U24R③

由①②③式得

P＝（n2n1U1－U3）2/R

＝1100×2.3×104－22022W＝50W.

答案：

50W

11．一座小型发电站的输出功率是20kW，输电线路总电阻是5Ω.

（1）若输电电压是400V，输电线路损耗的功率是多少？

（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？

解析：

（1）输电线上的电流强度为

I＝PU＝20×103400A＝50A，

输电线路损耗的功率为

P损＝I2R＝502×5W＝12500W＝12.5kW.

（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为

I′＝PU′＝20×1035000A＝4A，

用户端在变压器降压前获得的电压

U1＝U′－I′R＝（5000－4×5）V＝4980V，

根据U1U2＝n1n2可知，用户得到的电压为

U2＝n2n1U1＝122×4980V＝226.4V.

答案：

（1）12.5kW　

（2）226.4V

12．小型水利发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图5－5－7所示，求：

图5－5－7

（1）输电线上的电流．

（2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比．

（3）降压变压器的原、副线圈的匝数之比．

解析：

（1）输电线上功率损失：

ΔP＝5%P1＝5%×24.5kW＝1225W，

又因为ΔP＝I22R线，所以，输电线上的电流为：

I2＝ΔPR线＝12254A＝17.5A.

（2）升压变压器原线圈上的电流

I1＝P1/U1＝24.5kW/（350V）＝70A，

升压变压器原、副线圈的匝数之比为

n1∶n2＝I2∶I1＝17.5∶70＝1∶4.

（3）输电线上电压损失：

ΔU＝I2R线＝U2－U3，

降压变压器输入电压：

U3＝U2－ΔU＝n2n1U1－I2R线

＝（4×350－17.5×4）V＝1330V.

降压变压器原、副线圈的匝数之比为

n3∶n4＝U3∶U用＝1330∶220＝133∶22.

答案：

（1）17.5A　

（2）1∶4　（3）133∶22