高中选修3-2第五章 交变电流5 电能的输送达标测试

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B．输送电压的平方成反比
C．输电线中电流的平方成正比
D．导线中电流的平方成反比
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 （ C ）
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
3、远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上 （ ABCD ）

4、关于电能输送的以下分析，正确的是( C. )
A．由公式P＝U2/R知，输电电压越高，输电线上功率损失越少
B．由公式P＝U2/R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少
C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大
D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比
解析：选输电线上损失的功率P损＝I2R线＝eq \f(U损2,R线)，U损指输电线上的分压，而不是输电电压．
5、远距离输送交流电都采用高电压输电，我国正在研究比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是( AC )
A．可节省输电线的铜材料
B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减小输电线上能量损失
D．可加快输电的速度
解析：由于远距离输电，往往输送电功率一定，据P＝UI，输送电压U越高，则输送电流I＝eq \f(P,U)越小，据P线＝I2R，当要求输电线损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料)；若输电线确定，即r一定，则可减少线路上的能量损耗，故A、C正确，而交流电的频率是一定的，不能调节，输电的速度就是电磁波也就是光的传播速度，也一定，故B、D不正确．
6、输电导线电阻率为，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P'，用户得到的电功率为P用。若输送的电功率为P，输送的电压为U，则P'、P用的关系式正确的是( BD )
A．B．
C．D．
7、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( BCD )
A.eq \f(U12,R) B.eq \f((U1－U2)2,R)
C．I2R D．I(U1－U2)
解析：输电线上损耗的功率P损＝I2R＝U损2/R＝I·U损，而U损＝U1－U2，故BCD正确．
8、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( C )
A．U1∶U2 B．U12∶U22
C．U22∶U12 D．U2∶U1
解析：选.由P＝UI得输电线中的电流I＝eq \f(P,U)，输电线上损失的功率P损＝I2R＝(eq \f(P,U))2R＝eq \f(P2R,U2).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∶U12.
9（2009年海南物理）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的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ABD ）
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：输电线路上消耗的功率为P＝400kW＝I2R可知输电线上电流为I2＝20A，根据原线圈P1＝U1I1，可知I1＝103A，A对，T1的变压比为I2：I1＝1：50；根据P＝U2I2，可知U2＝2×105V，输电线上电压U线＝I2R＝20000V，则副线圈输入电压为U3＝U2－U线＝1.8×105V，又灯泡正常发光、副线圈电压为220V，B对，T2的变压比为U3：220，C错；根据U3I2＝60n，解得n＝6×104，D对。
10（2009年山东卷）某小型水电站的电能输送示意图如下。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n，n2。降压变压器原副线匝数分别为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（ AD ）
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
解析：根据变压器工作原理可知,，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有，所以，A正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。
提示：理想变压器的两个基本公式是：⑴ ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。⑵P1=P2，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有，。
远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：，，。电流之间的关系是：，，。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，，而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失。
11[06广东物理卷.14]某发电站的输出功率为kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失。
【解析】：设线路电阻为R，线路的损失功率为P损，线路的损失电压为U损，发电站的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U。
由电阻定律，得：[ ]
R＝＝25.6Ω
线路损失的功率P损＝4%P＝I2R
则 ＝125A
由P＝UI得 U＝＝8×104V
U损＝IR＝125×25.6＝3200V
【备考提示】：变压器和远距离输电是电磁学部分需掌握的内容。
12（08上海卷）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。
（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。
（2）若改用5000高压输电，用户端利用n1:n2＝22：1的变压器降压，求用户得到的电压。
解析：（1）输电线上的电流强度为I＝A＝52.63A
输电线路损耗的功率为
P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW
（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′＝A＝4A
用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V
根据
用户得到的电压为U2＝＝×4976V＝226. 18V
13、小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，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220 V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图5－5－6所示，求：
(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：
P＝5%P1＝5%×24.5 kW＝1225 W，
又因为ΔP＝I22R线，所以，输电线上的电流为：
I2＝eq \r(\f(ΔP,R线))＝eq \r(\f(1225,4))A＝17.5 A.
(2)升压变压器原线圈上的电流
I1＝P1/U1＝24.5 kW/(350 V)＝70 A，
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＝eq \f(n2,n1)U1－I2R线＝(4×350－17.5×4)V＝1330 V.
降压变压器原、副线圈的匝数之比为
n3∶n4＝U3∶U用＝1330∶220＝133∶22.