(2021年整理)高中物理远距离输电电能的远距离传输检测鲁科版选修32

高中物理远距离输电电能的远距离传输检测鲁科版选修32
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电能的远距离传输
1．下列关于电能输送的说法正确的是( )
A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济
B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电
C．减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积
D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等解析：输送电能的基本要求是可靠、保质、经济．减少输电线上的功率损失可采用高压输电，也可以减小输电线电阻，即增大导线横截面积,但不经济．实际输电时，应综合考虑各种因素．
答案：AD
2．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，这是因为此时( ）
A．总电阻比深夜时大,干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大
D．干路电流一定,支路比深夜时多，分去了一部分电流
答案：C
3．关于高压直流输电下列说法正确的是( )
A．高压直流输电系统在输电环节是直流
B．变压器能实现直流电和交流电的转换
C．稳定的直流输电存在感抗和容抗引起的损耗
D．直流输电时,要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题
解析:直流输电在发电环节和用电环节是交流,而输电环节是直流，A正确；换流器的功能是实现交流电和直流电的转换，B错误；稳定的直流输电,不存在感抗和容抗引起的损耗，不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题，C、D错误．
答案：A
4．某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户．设变压器都是理想的．那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则( )
A．通过升压变压器初级线圈中的电流变大
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路上的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变小
解析:村寨中接入电路的用电器消耗的总功率加大，升压变压器初级线圈中功率也随之增大，发电站的发电机输出稳定的电压,则电流增大，由升压变压器的初级线圈与次级线圈的电压比等于匝数比值,可知次级线圈的电压(即输送电压）不变，A对，B错;输送功率增大，输送电压不变，则导线上的电流增大,导线上电压损失增大，C对；降压变压器的初级线圈的电压等于输送电压与导线上电压损失的差值，故而减小，从而由初级线圈与次级线圈电压比等于匝数比可知降压变压器次级线圈两端的电压变小，即用户得到的电压减小,这也是为什么用电高峰期用户灯泡比较暗的原因，D对．
答案:ACD
5．远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电．采用高压输电的优点是（)
A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度
解析：本题考查输电过程．由于远距离输电，往往输送电功率一定,根据P＝UI，输送电压U越高，则输送电流I＝错误!越小，根据P线＝I2r，当要求在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确定,则可减小线路上的能量损耗，故A、C两项正确．而交流电的频率是一定的，不需调节，输电的速度就是电磁波的传播速度,也一定，故B、D两项错误．
答案：AC
6．发电厂发电机的输出电压是U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，导线中的电流为I,学校得到的电压为U
,则输电线上损失的功率，下列表达式中错误的是( ）
2
A．错误!B．错误!
C．I2R D．I（U1－U2)
解析：用P＝错误!求电阻上损失的功率时，U与R要相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线电阻上的电压，B选项中U1－U2是输电线电阻上的电压，故A错误,B正确．由P损＝I2R＝I·U线＝I（U1－U2）知C、D正确．
答案：A
7．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（）
A．升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减少时,输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
解析：变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A、B错误．用户的总电阻减小，据P＝错误!，消耗的功率增大，输电线电流增大，线路损失功率增大，C项正确,升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压,D项错误．
答案：C
8．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
解析：由P＝UI，ΔP＝I2R可得:ΔP＝错误!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错误!，即ΔP＝1。

1 kW。

答案:B
9．1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料．利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现在有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率是40 kW，电压为800 V,如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，则节约的电功率为( )
A．1.6 kW B．1。

6×103 kW
C．1 kW D．10 kW
解析:节约的电功率即为原来输电线损失的电功率ΔP＝错误!2R线＝错误!2×0.4 W＝1 kW.故正确答案为C．
答案： C
10．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．错误!＞错误!
B．错误!＜错误!
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：根据理想变压器的电压关系可知错误!＝错误!,错误!＝错误!，由于输电线上存在电压损失,所以U2＞U3,则错误!＞错误!，A正确,B、C错误；在远距离传输过程中，输电线上存在功率损失，故D正确．
答案：AD
11．某发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电．已知输电线的电阻率为ρ＝2。

4×10－8Ω·m，导线横截面积为1。

5×10－4m2，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：(1)导线电阻
r＝ρ错误!＝错误!Ω＝25.6 Ω
输电线路损失功率为输出功率的4％，则4%P＝I2r
代入数据得I＝125 A
由理想变压器P入＝P出及P＝UI得
输出电压U＝错误!＝错误! V＝8×104 V
（2）输电线路上电压损失
U′＝Ir＝125×25.6 V＝3。

2×103 V
答案：(1）8×104 V (2)3。

2×103 V
12．发电机输出功率40 kW,输出电压400 V，用变压比（原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω,到达用户后再用变压器降为220 V，求:（1)输电线上损失的电功率是多少?
（2）降压变压器的变压比是多少？
解析：(1）发电机输出的电压为400 V，经升压变压器后电压U＝错误!×400 V＝2.0×103
V，
由P＝UI得输电线上的电流为
I＝错误!＝错误! A＝20 A
输电线上的功率损失ΔP＝I2·R＝202×5 W＝2×103 W。

（2)输电线上的电压损失
ΔU＝IR＝20×5 V＝100 V
加在降压变压器原线圈两端的电压为
U
＝U－ΔU＝2×103－100＝1.9×103 V
1
降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)为
U
＝220 V
2
所以降压变压器的变压比为
错误!＝错误!＝错误!＝错误!。

答案：(1)2。

0×103 W (2）95∶11。