2019-2020学年高中物理第5章交变电流第5节电能的输送同步作业含解析 人教版选修3-2

2019-2020学年高中物理第5章交变电流第5节电能的输送同步作业含解析 人教版选修3-2

第5节 电能的输送 ‎1．(多选)远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是(　　)‎ A．与输送的电压的平方成正比 B．与输送的电流的平方成正比 C．与输送的电压的平方成反比 D．与输电导线上的电压降的平方成正比 BCD　解析　损失的功率P损＝I2R＝，选项B、D正确；由I＝得P损＝I2R＝()2R，选项A错误，C正确．‎ ‎2．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失可降为(　　)‎ A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW B　解析　由P＝UI，ΔP＝I2R可得ΔP＝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，即ΔP＝1.1 kW.　‎ ‎3．(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远高于330 kV的电压进行输电，采用高压输电的优点是(　　)‎ A．可节省输电线的材料 B．可根据需要调节交变电流的频率 C．可减少输电线上的电功率损失 D．可加快输电的速度 AC　解析　由P＝UI得，I＝，又P损＝I2R＝2R＝2·ρ，当输电功率P、P损一定时，可得输电线的横截面积S∝，所以采用高压输电可使输电线的横截面积大大减小，从而节省输电线的材料；若输电线的材料确定，电流小，则可以减少输电线上的能量损失，故选项A、C正确．交变电流的频率是固定的，不需要调节；输电的速度等于电磁波的传播速度，是一定的，故选项B、D错误．‎ ‎4．(多选)某发电站采用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线．则下列说法正确的是(　　)‎ A．输电线中的电流I＝ B．输电线中的电流I＝ C．输电线上损失的功率P＝2R线 D．输电线上损失的功率P＝ 5‎ BC　解析　输电线中的电流I＝＝，选项A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝I2R线＝2·R线＝，选项C正确，D错误．‎ ‎5．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校输电导线总电阻为R，通过导线上的电流为I，学校得到的电压为U2，下列对输电导线上损耗的功率表达式错误的是(　　)‎ A． B． C．I2R D．I(U1－U2)‎ A　解析　用P＝求电阻损失功率时，U要与电阻R相对应，U应为输电线上的分压而不是输出电压，故选项A错误；而B中的U1－U2是输电线上的电压，故选项B正确；C、D中的电流I是输电线中的电流，故选项C、D正确．‎ ‎6．(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220 V，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220 V的用电器正常工作，则(　　)‎ A．＞ B．＜ 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 AD　解析　由于输电线上有功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，选项D正确.＝，＝，因为U1＝U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U线，故＞，选项A正确．‎ ‎7．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式正确的是(　　)‎ 5‎ A．＝ B．I2＝ C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2‎ D　解析　对理想变压器来说，电流与匝数成反比，选项A错误；输入功率等于输出功率，选项D正确；对图中的输电电流，I2＝而U2>U导，选项B错误；导线消耗的功率为P导＝IR，I1U1为升压变压器的输入功率，与输出功率相等，即I1U1＝I2U2，选项C错误．‎ ‎8．(多选)为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的熔冰思路：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U AD　解析　输电线上的热耗功率ΔP＝I2R线，热耗功率由P变为9P，则电流由I变为3I，选项A正确；输电功率P不变，由P＝UI，电流变为3I，输电电压变为U，选项D正确．‎ ‎[能力提升]‎ ‎9．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ΔP，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的，则输电电压应为(　　)‎ A．100 U0 B． U0‎ C． D． B　解析　设线路电阻为r，损失功率为ΔP＝I2r，线路电流为I＝，解得ΔP＝，则ΔP∝；当ΔP为原来的时，U′0＝U0，选项B正确．‎ ‎10．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为r，降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3∶n4＝n∶1，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值R0＝22 ‎ 5‎ Ω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．发电机产生的交流电的频率为0.5 Hz B．降压变压器的副线圈两端的电压的瞬时值表达式u＝220 sin 100πt V C．通过电阻R0的电流的最大值为20 A D．输电线损失的功率为 W BD　解析　变压器不改变交流电的频率，由图乙可知交流电的频率f＝　Hz＝50 Hz，选项A错误；由图乙知降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式u＝220sin 100πt V，选项B正确；通过电阻R0的电流的最大值Im＝＝ A＝10 A，有效值I＝＝10 A，选项C错误；通过输电线的电流为I3＝I＝ A，输电线损失的功率为P＝Ir＝ W，选项D正确．‎ ‎11．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎(2)用户得到的电功率．‎ 解析　(1)输电线损耗的功率P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW，　‎ 输电线中的电流I2＝＝ A＝20 A，‎ 升压变压器的输出电压U2＝＝ V＝5 000 V，‎ 升压变压器原、副线圈的匝数比为＝＝＝；‎ 5‎ 输电线上损失的电压U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V，‎ 降压变压器原线圈的两端电压U3＝U2－U损＝4 800 V，‎ 降压变压器原、副线圈的匝数比＝＝＝.‎ ‎(2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P用＝P－P损＝P(1－4%)＝100×96% kW＝96 kW.‎ 答案　(1)1∶20　240∶11　(2)96 kW ‎12．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV高压输电，最后用户得到“220 V　9.5 kW”的电能，求：‎ ‎(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比；‎ ‎(2)输电线路导线电阻R；‎ ‎(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比.‎ 解析　(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ＝＝＝.‎ ‎(2)由P损＝IR，输送电流取决于输送电压及输送功率，有I2＝，‎ 所以R＝＝＝ Ω＝20 Ω.‎ ‎(3)降压变压器原线圈上电压为U3，‎ U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20) V＝1 900 V，‎ 所以降压变压器原、副线圈匝数比为＝＝＝.‎ 答案　(1)　(2)20 Ω　(3) 5‎