2020_2021学年新教材高中物理第三章交变电流4电能的输送检测含解析新人教版选择性必修2.doc
2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电章末测评含解析鲁科版选择性必修2202
章末综合测评(三) 交变电流与远距离输电(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)下列关于变压器的说法正确的是( )A．变压器工作的基础是自感现象B．在原线圈中，电能转化为磁场能C．电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起D．变压器对恒定电流也能变压B[变压器工作的基础是原副线圈的互相感应，并不是自感现象，在原线圈中电能转化为磁场能，副线圈中磁场能转化成电能，电能是通过磁场从原线圈传递到副线圈的，变压器只能对变化的电流有变压作用，综上所述，只有B正确。
]2．(4分)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，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户。
设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致( )A．发电机的输出电流变小B．高压输电线路的功率损失变大C．升压变压器次级线圈两端的电压变小D．降压变压器次级线圈两端的电压变大B[随着用电器总功率的增加，负载电流增大，导致线路上损耗加大，降压变压器初级电压减小，其次级电压也随之减小；由于发电机输出电压稳定，所以升压变压器初级电压不变，其次级电压也不变。
]3．(4分)对在电能远距离输送中所造成的电压、功率损失，下列说法中正确的是( ) A．只有输电线的电阻才造成电压损失B．只有输电线的电抗才造成电压损失C ．只有变压器的铜损和铁损才造成了输送中的功率损失D ．若用高压直流电输送，可以减小因电抗造成的电压、功率损失D [远距离高压输电过程中，不仅线路上的电阻会损失电压，电抗也会损失电压，故A 、B 错误；输电过程中的功率损失是指输电线上的功率损失，故C 错误；若用高压直流电输送，则只有电阻的影响，无电抗的影响，故D 正确。
]4．(4分)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的波形如图所示，由图可以知道( )A ．0.01 s 时刻线圈处于中性面位置B ．0.01 s 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．该交流电流有效值为2 AD ．该交流电流频率为50 HzB [0.01 s 时刻电流最大，电动势最大，处于与磁感线平行的位置，故A 错，B 对；I m＝6.28 A ，所以有效值I ＝6.282 A ≈4.44 A ，故C 错；由题图知T ＝0.04 s ，f ＝10.04 Hz ＝25Hz ，故D 错。
新教材高中物理第三章交变电流4电能的输送夯基提能作业新人教版选择性必修第二册
第三章 4合格考训练25分钟·满分60分一、选择题(本题共5小题,每题7分,共35分)1．(2020·北京市通州区高二下学期段考)在远距离输电中,为了减少输电过程中电能的损失,下列说法正确的是( C )A ．提高输电功率B ．增大输电线中电流C ．提高输电电压D ．增大输电线的电阻解析：由公式I ＝P U ,ΔP ＝I 2R ,可得ΔP ＝P 2R U2。
故可知,减小输电功率,减小输电线中的电流,减小输电线的电阻,提高输电电压能减小输电过程中电能的损失,故A 、B 、D 错误,C 正确。
2．(甘肃省兰州市高三模拟)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n 1、n 2,电压分别为U 1、U 2,电流分别为I 1、I 2,输电线上的电阻为R 。
变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( D )A ．I 1I 2＝n 1n 2B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2解析：根据理想变压器的工作原理得I 1U 1＝I 2U 2、I 1I 2＝n 2n 1。
A 错,D 对；U 2不是加在R 两端的电压,故I 2≠U 2R。
B 错；而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和。
C 错。
3．(山东省潍坊高二下学期检测)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则( D )A ．用户用电器上交流电的频率是100 HzB ．发电机输出交流电的电压有效值是500 VC ．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D ．当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小解析：由u －t 图像知,发电机的频率f ＝50 Hz,选项 A 错误；其有效值为U ＝5002V ＝250 2 V,选项B 错误；输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定,选项C 错误；当用户用电器的总电阻增大时,其电流将减小,输电线损失功率也减小,选项D 正确。
新教材2024高中物理第三章交变电流3
第三章交变电流4电能的输送【基础巩固】1.用高压输电技术远距离输电时,假如发电厂输出功率为P,输电电压为U,输电线的总电阻为R,则输电线上损失的功率为()A.B.C. D.解析:因为输送功率为P,输电电压为U,所以输电电流为I=,依据公式P=I2R得输电线上损失的功率为P=I2R=,故选项C正确.答案:C2.(多选)沟通发电机的输出电压为U,采纳如图所示的志向变压器输电,升压变压器原、副线圈匝数比为m,降压变压器原、副线圈匝数比为n,输电导线电阻为r,用户的工作电压为U.下列说法正确的是( )A.mn<1B.mn>1C.输电线上损失的功率为D.输电线上损失的功率为解析:设升压变压器的输出功率为P,用户得到的功率为P'.升压变压器输入电压为U,降压变压器输出电压为U,升压变压器输出电压U2=U,降压变压器输入电压U3=nU,由于在输电线上有功率损失,所以P>P',又=,整理可得mn<1,选项A正确,选项B错误;线路损失的电压U损=U2-U3,损失的功率P损=,整理得P损=,选项C正确,选项D错误.答案:AC3.(多选)下图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()A.增加输电导线的横截面积有利于减小输电过程中的电能损失B.高压输电通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C.在输送电压肯定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损耗越小D.高压输电必需综合考虑各种因素,不肯定是电压越高越好解析:依据输电原理,电路中的功率损失ΔP=I2R线,而R线=,增大输电导线的横截面积,可减小输电线的电阻,能够减小输电过程中的电能损耗,选项A正确.由P=UI知,在输送功率P输肯定的状况下,输送电压U越大,输电电流I越小,电路中的发热损耗越小,选项B正确.若输电电压肯定,输送功率P输越大,则电流I越大,电路中损失的电功率越大,选项C错误.输电电压越高,对于平安和技术的要求也越高,因此并不是输电电压越高越好,高压输电必需综合考虑各种因素,选项D正确.答案:ABD4.(多选)冬天高压输电线上可能结冰,可以利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上的输电电压为U,电流为I,热消耗功率为P损,除冰时,输电线上的热功率须要变为9P损,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9IC.输电电压为3UD.输电电压为U解析:输电线上损失的功率为P损=I2R线=2R线,由该式可知要使P损增大为原来的9倍,输电电流应变为原来的3倍,而输电功率不变,所以输电电压变为原来的,故选项A、D正确.答案:AD5.在远距离输电时,在输送的电功率和输电线电阻都保持不变的条件下,输电的电压为U1时,输电线上损失的功率为P1;输电的电压为U2时,输电线上损失的功率为P2.U1∶U2为()A. B. C. D.解析:输送的功率肯定,由P=UI知,I=,所以P损=I2R=R,即输电线上损失的电功率与输电电压的二次方成反比,=,故选项A正确,选项B、C、D错误.答案:A6.(多选)某水电站用总电阻为2.5 Ω的输电线给500 km外的用户输电,其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是()A.输电线上输送的电流大小为6×103 AB.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=,U为输电电压,r为输电线的电阻解析:输电线上输送的电流为I== A=6 000 A,选项A正确.输电线上由电阻造成的电压损失为UIr=6 000×2.5 V=1.5×104 V,选项B正确.输电线上损失的功率不行能大于输送的总功率3×106损=kW,选项C错误.输电线上损失的功率为ΔP=中,U应当为输电线上损失的电压,选项D错误.答案:AB7.下图为远距离沟通输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一志向变压器,用户端中的电流是I2.下列说法正确的是()A.用户端的电压为B.输电线上的电压为UC.志向变压器的输入功率为rD.输电线路上损失的电功率为I1U解析:依据志向变压器的工作原理,得I1U1=I2U2,所以用户端的电压U2=,选项A正确.输电线上的电压U'=I1r=U-U1,选项B错误.志向变压器的输入功率P1=I1U-r=I1U1,选项C错误.输电线路上损失的电功率P'=r=I1(U-U1),选项D错误.答案:A8.(多选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输送的电压为U,所用导线的电阻率为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'=B.P'=C.P用=P-D.P用=P1-解析:输电线电阻R=ρ,输电电流I=,故输电线上损失的电功率为P'=I2R= 2ρ=,用户得到的电功率为PP-P'=P1-.故选B、D.用=答案:BD9.(多选)某风力发电厂的输送功率为70M W,发电机的输出电压u= 700sin 100πt(V).通过如图所示的电路向用户输电,输送电压为70 kV,输电线总电阻为4 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220 V.下列说法正确的是()A.用户端沟通的频率为50 HzB.在输电线上的损失功率小于输送功率的5%C.降压变压器原、副线圈匝数比为300∶1D.若输送电压为7 kV,则输电线上损失的功率为4×108 W解析:变压器不变更交变电流的频率,由ω=2πf=100π rad/s知,用户端沟通的频率f=50 Hz,选项A 正确.输电线的输送电压,即升压变压器副线圈两端的电压U2=70 kV,则输送电流I==103 A,故输电线上损失的功率ΔP=I2r=4×106 W,则==5.7%,选项B错误.输电线上损失的电压ΔU=Ir=4 kV,则降压变压器原线圈两端的电压U3=U2-ΔU=66 kV,由=得,降压变压器原、副线圈匝数比=300∶1,选项C正确.若输送电压为7 kV,则输送电流为104 A,输电线上损失的电压为4×104 V,大于输送电压,选项D错误.答案:AC10.某沟通发电机的输出功率为5×105 W,输出电压为U=1.0×103 V,假如输电线的总电阻R=10 Ω,在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%,用户运用电压U用户=380 V.(1)画出输电线路的示意图并标明各部分的符号.(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(运用的变压器是志向变压器)解析:(1)输电线路示意图如图所示.(2)I1==500 A,P损=5%P=2.5×104 W,P损=R,I2==50 A,所以==,I3===1.25×103 A,==25∶1.答案:(1)见解析图. (2)1∶1025∶1【拓展提高】11.输电导线的总电阻为R,输送电功率为P.若分别用U1和U2两种电压来输电,则输电线上损失的功率之比为()A.U1∶U2B.∶C.∶D.U2∶U1解析:由P=UI得输电线中的电流I=.输电线上损失的功率P损=I2R=2R=,即在输送功率和输电线电阻不变的状况下,损失的功率与输电电压的二次方成反比,所以输电线上损失的功率之比P损1∶P损.2=∶,选项C正确答案:C12.通过一志向变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损失的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损失的电功率为P2,则P1和分别为()A.,B.2R,C.,D.2R,解析:当副线圈与原线圈的匝数比为k时,U2=kU,此时输电线上的电流I=,线路损失的功率P1=I2R=.当匝数比为nk时,线路损失的功率P2=,则=.选项D正确.答案:D13.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11 Ω的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻R=10Ω,T2的原、副线圈匝数比为4∶1,用电器两端的电压为u= 220sin 100πt(V),T1、T2均为志向变压器.下列说法正确的是()A.降压变压器的输入功率为4 400 WB.升压变压器中电流的频率为100 HzC.输电线消耗的功率为500 WD.当用电器的电阻减小时,输电线消耗的功率减小解析:由题可知,用电器两端的电压有效值为220V,交变电流频率f== Hz=50 Hz,由电功率公式可知,降压变压器输出功率P==4 400 W,志向变压器的输入功率与输出功率相等,故A项正确.志向变压器不变更交变电流的频率,B项错误.由变压规律=可知,降压变压器输入电压为880 V,由P=UI可知,降压变压器输入电流为I=5 A,输电线消耗的功率P R=I2R=250 W,C项错误.当用电器的电阻减小时,输出功率增大,故降压变压器输入功率增大,其输入电流增大,再由P R=I2R可知,输电线消耗的功率增大,D项错误.答案:A14.(2024·山东卷)(多选)输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5 V的正弦式交变电流.连接两志向变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10 Ω.开关S 接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10 W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P.下列推断正确的是()A.r=10 ΩB.r=5 ΩC.P=45 WD.P=22.5 W解析:当开关S接1时,左侧变压器副线圈电压U2=3×7.5 V=22.5 V,电阻R上的电压U4==10 V,电流I4==1 A,则右侧变压器原线圈电压U3=×10 V=20 V,电流I3=×1 A=0.5 A,则r==5 Ω;当开关S接2时,设输电电流为I,则右侧变压器副线圈电流为0.5I;由右侧变压器两边电压与匝数的关系可知=,解得I=3 A,则R上的功率P=(0.5I)2R=22.5 W,故选项B、D正确.答案:BD【挑战创新】15.一条河的流量为Q=2 m3/s,落差h=5 m,现用其发电,已知发电机的总效率为50%,输出电压为240 V,输电线总电阻R=30 Ω,允许损失的电功率为发电机输出电功率的6%,g取10 m/s2,ρ水=1×103 kg/m3.(1)为满意用电的需求,运用户获得220 V的电压,分别求输电线路运用的志向升压变压器、降压变压器的原、副线圈的匝数比.(2)假如输送的电能供“220 V100 W”的电灯运用,正常发光的电灯的盏数为多少?解析:(1)远距离输电的示意图如图所示.发电机的输出功率P总=50%ρQgh=5×104 W,设输电线上的电流为I,则电功率损失P损=I2R,所以输电线中的电流为I===10 A,升压变压器原线圈两端的电压U1=240 V,副线圈的输出电压为U2==V=5×103 V,故升压变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=U1∶U2=240∶(5×103)=6∶125,输电线上的电压损失为ΔU=IR=10×30 V=300 V,降压变压器原线圈两端的电压为U3=U2-ΔU=5×103 V-300 V=4 700 V,降压变压器副线圈的输出电压为U4=220 V,故降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=U3∶U4=4 700∶220=235∶11.(2)设正常发光的电灯的盏数为N,则N===470.答案:(1)6∶125235∶11(2)470。
人教版物理高中选择性必修1第三章3-4 电能的输送测试题及答案解析
第三章 交变电流4 电能的输送基础过关练题组一 输电损耗1.(2020湖南常德高二上期末)远距离输电都采用高压输电,其优点是( ) A.可增大输电电流 B.可加快输电速度 C.可增大输电功率D.可减少输电线上的能量损失2.(2020重庆高二上期末)在远距离输电过程中,若输送的电功率一定,输电线的电阻不变,则输电线上的功率损失( ) A.与输电线上的电压损失的平方成正比 B.与输送电压的平方成正比 C.与输送电压成反比 D.与输电电流成正比3.(2020湖南衡阳高二期中)输电线的电阻为r,输送的电功率为P,用电压U 输送电能,则用户得到的功率为( )A.PB.P-P 2r U 2C.P-U 2rD.P 2U2r4.(2020湖北汉川二中月考)发电厂的输出电压为U 1,发电厂与用户间输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,用户得到的电压为U 2,则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是( )A.(U 1-U 2)IB.I 2RC.U 12RD.(U 1-U 2)2R5.远距离输电,原来采用2 200 V 的输电电压输电,输电线上损失的电功率为P;在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下,现采用22 kV 的输电电压输电,则输电线上损失的电功率将变为( ) A.P 100B.1 000PC.10PD.100P6.某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户,其输出电功率是3×106 kW 。
现用500 kV 的电压输电,则下列说法正确的是( ) A.输电线上输送的电流大小为2×105 AB.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC.若改用5 kV的电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=U 2r,U为输电电压,r为输电线的电阻题组二电网输电7.如图为远距离输电的电路原理图,则下列判断正确的是(易错)A.U1>U2B.U2=U3C.I4<I2D.I1>I28.(2020广东茂名一中高二期中)如图所示为模拟远距离输电的电路,升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶k,降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4=k∶1,模拟输电导线的电阻r=3 Ω,T2的负载是规格为“15 V,45 W”的灯泡L。
人教版选择性必修第二册课后作业第三章 交变电流 3.4电能的输送 word版含解析答案
新人教版选择性必修第二册课后作业第三章 交变电流电能的输送一、选择题1.远距离输电都采用高压输电,其优点是( ) A.可增大输电电流 B.可加快输电速度 C.可增大输电功率D.可减少输电线上的能量损失2.在远距离输电过程中,若输送的电功率一定,输电线的电阻不变,则输电线上的功率损失( ) A.与输电线上的电压损失的平方成正比 B.与输送电压的平方成正比 C.与输送电压成反比 D.与输电电流成正比3.输电线的电阻为r,输送的电功率为P,用电压U 输送电能,则用户得到的功率为( ) A.PB.P-P 2r U 2C.P-U 2rD.P 2U2r4.发电厂的输出电压为U 1,发电厂与用户间输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,用户得到的电压为U 2,则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是( )A.(U 1-U 2)IB.I 2RC.U 12RD.(U 1-U 2)2R5.远距离输电,原来采用2 200 V 的输电电压输电,输电线上损失的电功率为P;在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下,现采用22 kV 的输电电压输电,则输电线上损失的电功率将变为( ) A.P 100B.1 000PC.10PD.100P6.某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户,其输出电功率是3×106 kW 。
现用500 kV 的电压输电,则下列说法正确的是( ) A.输电线上输送的电流大小为2×105 A B.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC.若改用5 kV 的电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=U 2r,U为输电电压,r 为输电线的电阻7.如图为远距离输电的电路原理图,则下列判断正确的是( )A.U 1>U 2B.U 2=U 3C.I 4<I 2D.I 1>I 28.如图所示为模拟远距离输电的电路,升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶k,降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4=k∶1,模拟输电导线的电阻r=3 Ω,T2的负载是规格为“15 V,45 W”的灯泡L。
2020_2021学年新教材高中物理第三章交变电流4电能的输送课件新人教版选择性必修22021012
必备知识·素养奠基
一、降低输电损耗的两个途径 1.输送电能的基本要求:
2.降低输电损耗的两个途径: (1)输电线上的功率损失:ΔP=_I_2r_,I为输电电流,r为输电线的电阻。 (2)降低输电损耗的两个途径。 ①减小输电线的_电__阻__:在输电距离一定的情况下,为了减小_电__阻__,应当选用电 阻率小的金属材料,还要尽可能增加导线的_横__截__面__积__。 ②减小输电导线中的_电__流__:为减小输电_电__流__,同时又要保证向用户提供一定 的电功率,就要提高输电_电__压__。
压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。
关键能力·素养形成
一 输电线上的电压和电能的损失 1.输电线上的电压损失:ΔU=U-U′=Ir= P r。
U
2.输电线上的功率损失: (1)ΔP=I2r,其中I为输电线上的电流。 (2)ΔP=ΔU·I或ΔP=（ U ）2 ,其中ΔU为输电线上的电压损失。
【解析】选B、C、D。输电线上的电流I=P 0 ,故A错误,B正确;输电线上的电流
输电线上功率的损耗。
答案:(1)5×106 W (2)5×103 V (3)见解析
【素养训练】 1.远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网正在建设750 kV线路。 采用高压输电的优点是 ( ) A.可节省输电线的金属材料 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耗 D.可加快输电的速度
【补偿训练】
1.(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,输电线的总电阻为R线,则下列说法正确的是 ( )
A.输电线上的电流I= U
R线
B.输电线上的电流I= P 0
U
2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电第2节交变电流的产生课时作业含解析鲁科
交变电流的产生(建议用时：25分钟)考点一交变电流的产生1．(多选)如图，线圈中能产生交变电流的是( )A B C DBCD[由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求。
故选BCD。
]2．如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置，ab边的感应电流方向为由a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零C[线圈在磁场中匀速转动，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流方向改变，线圈每转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故选项A错误；线圈平面跟磁感线垂直的位置称为中性面，显然图中并不是中性面，选项B错误；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则可知，ab边中感应电流方向为由a→b，选项C正确；线圈平面跟磁场平行时，线圈产生的感应电动势最大，而此时的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，故选项D错误。
]考点二 交变电流的规律3．某交变电流的电压为u ＝62sin 314t (V)，则( )A ．把额定电压为6 V 的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡能正常发光B ．把电磁打点计时器接在此电源上，打点周期为0.01 sC ．把此电压加在阻值为6 Ω的电阻上，该电阻消耗的功率为12 WD ．击穿电压为6 V 的电容器能直接接在此电源上 A [电源电压有效值为6 V ，刚好等于小灯泡的额定电压，A 对；打点计时器的打点周期等于交变电流的周期，是0.02 s ，B 错；6 Ω电阻消耗的功率P ＝U 2R ＝626 W ＝6 W ，C 错；击穿电压6 V 小于电源最大电压6 2 V ，该电容器不能直接接到此电源上，D 错。
]4.如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO ′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是( )A ．只将线圈的转速减半B ．只将线圈的匝数减半C ．只将匀强磁场的磁感应强度减半D ．只将线圈的边长减半B [由I m ＝E mR ，E m ＝NBS ω，ω＝2πn ，得I m ＝NBS ·2πnR ，故A 、C 可行；又电阻R 与匝数有关，当匝数减半时电阻R 也随之减半，则I m 不变，故B 不可行；当边长减半时，面积S 减为原来的14，而电阻减为原来的12，故D 可行。
2020-2021学年高中物理 第3章 交变电流与远距离输电 第4节 电能的远距离输送作业(含解
电能的远距离输送(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1.远距离输电时，在输送功率不变的条件下( )A.只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率B.提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗D.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流【解析】选B。
在输送功率一定的前提下，P输=U输I输，P损=R线，η=×100%，B正确。
【补偿训练】(多选)远距离输电时，为减少输电线上的能量损失可采用的措施有( )A.降低导线电阻B.可加快输电速度C.可增大输电功率D.高压输电【解析】选A、D。
在输电电流I输一定的情况下，由公式P输=R知，减小导线电阻能减少输电电能损失，故A正确；加快速度不会减小功率损失，并且也无法加快输电的速度，故B 错误；一般来说我们所输送的功率均是一定的，并且增大输电功率的同时，电流也将随之增大，损失的功率同样很大，故C错误；在输电功率P输一定的情况下，U输越大，输电电流I输越小，由公式P输=R知，输电电流越小，电能损失越小，所以应该高压输电，故D正确。
2.高压输电电压为U，输电线电阻为r，则下列说法正确的是( )A.若发电机输出功率不变，使输电电压变大，则输电线损失功率变小B.输电线上损失的功率为ΔP=，故导线电阻越大，损失的功率越小C.通过输电线的电流为I=，故输电电压越高，电流越大，损失的功率越大D.以上说法都不对【解析】选A。
ΔP=I2r=()2r，ΔP与U2成反比，A正确；B、C混淆了输送电压U和损失电压ΔU，B、C错误。
3.在远距离输电中，原来用电压U0输电，输电线上损失的电功率为P损，现在要使输电线上损失的电功率减小到原来的，则输电电压应为( )A.100U0B.U0C.D.【解析】选B。
P损=I2r，I=，解得P损=()2r，所以P损∝，所以当P损为原来的时，U0′=U0，B正确。
2020_2021学年高中物理第3章交变电流与远距离输电单元测试含解析鲁科版选择性必修2
第3章交变电流与远距离输电(90分钟100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V。
若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A.1 kWB.1.6×103 kWC.1.6 kWD.10 kW【解析】选A。
节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I== A=50 A。
P线=I2R=502×0.4 W=1 000 W，故节约的电功率为1 kW，A正确。
2.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图像如图所示，由图中信息可以判断( )A.在A、C时刻线圈处于中性面位置B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A～D线圈转过的角度为2πD.若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变了100次【解析】选D。
由题中交变电流的图像可知，在A、C时刻产生的感应电流最大，对应的感应电动势最大，线圈处于垂直中性面的位置，选项A错误；在B、D时刻感应电流为零，对应的感应电动势为零，即磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，选项B错误；从A～D，经历的时间为周期，线圈转过的角度为π，选项C错误；若从O～D历时0.02 s，则交变电流的周期为0.02 s，而一个周期内电流的方向改变两次，所以1 s内交变电流的方向改变了100次，选项D正确。
3.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。
若线圈的转速变为原来的2倍，而其他条件保持不变，从图示位置转过90°开始计时，则能正确反映线圈中产生的电动势e随时间t的变化规律的图像是( )【解析】选A。
2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电单元评价含解析鲁科版选择性必修第二册
单元素养评价(三)(第3章)(90分钟100分)一、单项选择题：此题共8小题，每一小题3分，共24分。
在每一小题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。
1.如下关于交变电流的说法正确的答案是( )A.假如交变电流的峰值为5A，如此它的最小值是-5AB.用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动C.我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50Hz，故电流方向每秒改变50次D.正弦交变电流的峰值为20A，如此有效值为10 A【解析】选D。
电流的负值表示电流方向与原来方向相反，不表示大小，A项错误；交流电流表测交变电流时，指针不会来回摆动，B项错误；我国工农业生产和生活用的交变电流，周期为0.02 s，交流电方向一个周期改变两次，所以每秒改变100次，C项错误；由I=得有效值为10A，D项对。
2.有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为E m，如下说法中正确的答案是( )A.当磁通量为零时，感应电动势也为零B.当磁通量减小时，感应电动势也减小Φmmω=【解析】选D。
由交变电流的产生原理可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量的大小无关。
磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且E m=BS ω=ΦmωΦm时，线圈平面和磁场方向夹角为30°或150°，此时感应电动势的大小e=BSωsin60°=E m，C错误。
3.如下列图，甲和乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系。
假如使这两种电流分别通过两个完全一样的电阻，如此经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为( )∶∶2∶∶6【解析】选C。
计算电功时，I要用有效值。
题中甲图，由有效值的定义得(A)2R×2×10-2s+0+(A)2R×2×10-2s=R×6×10-2s，得I1=A；题中乙图，电流的值不变，I2=1A，由W=I2Rt可以得到W甲∶W乙=1∶3。
人教版高中物理选修二第三章《交变电流》检测(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：128875]如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U为正弦式交变电压，R 为变阻器，R1、R2是两个定值电阻，A、V分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（）A．闭合开关S，电流表示数变大、电压表示数变大B．闭合开关S，电流表示数变小、电压表示数变大C．开关S保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小D．开关S保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大2．(0分)[ID：128858]如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电流的有效值是（）A．52A B．5A C．3.52A D．3.5A3．(0分)[ID：128847]如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为4:1，副线圈上电源的瞬时值=，开关S断开时，电流表示数是1A，开关S闭合时，电流表示数是u tπ2202sin100(V)1.25A，下列说法正确的是A．交流电源输出电压的最大值是55VB．交流电源输出电压的最大值是880VC．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100WD．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是220V4．(0分)[ID：128842]如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2（阻值随光照增强而减小），开关K开始时处于闭合状态，下列说法正确的是A ．当光照变弱时，变压器的输入功率增加B ．当滑动触头P 向下滑动时，电阻R 1消耗的功率增加C ．当开关K 由闭合到断开，原线圈中电流变大D ．当U 增大时，副线圈中电流变小5．(0分)[ID ：128840]如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO '与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a b c d a →→→→为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是（ ）A ．B ．C ．D ． 6．(0分)[ID ：128833]一理想变压器原、副线圈匝数比1211:5n n =：。
2024_2025年高中物理第三章交变电流4电能的输送检测含解析新人教版选择性必修2
电能的输送(25分钟 60分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．如图为远距离输电示意图，两变压器均为志向变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝Umsinωt 的沟通电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )A ．n 1n 2 ·U 2m4rB ．n 2n 1 ·U 2m4rC ．4(n 1n 2 )2(P U m )2rD ．4(n 2n 1 )2(P U m )2r【解析】选C 。
由I 1＝2P U m 和I 1I 2 ＝n 2n 1 得I r ＝I 2＝2n 1P n 2U m，则输电线上损失的功率P r ＝I 2r ·2r ＝4(n 1n 2 )2(P U m)2r ，故选C 。
2．高压输电过程中，输电电压为U ，输电功率为P ，输电导线上电阻为R ，则下列说法中错误的是( ) A ．损耗的功率为U 2RB ．输电导线上的电流为PUC ．损失的电压为PU RD ．用户得到的功率为P －P2U2 R【解析】选A 。
依据P ＝UI 得，输电导线上的电流为I ＝PU ，则输电导线上损耗的功率为P损＝I 2R ＝P 2U 2 R ，故A 错误，B 正确；依据欧姆定律可得U 损＝IR ＝PUR ，故C 正确；依据能量守恒定律可知，用户得到的功率为P′＝P －P2U 2 R ，故D 正确。
A 符合题意。
3．如图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( )A.减小输电导线的横截面积有利于削减输电过程的电能损失 B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的功率损耗C ．在输送电压肯定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电肯定是电压越高越好【解析】选B 。
依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP＝I 2R 线，而R 线＝ρL S ，减小输电线的横截面积，输电线的电阻会增大，则会增大输电线上的功率损失，A 错误；由P ＝UI 可知，P 肯定的状况下，输送电压U 越大，I 越小，ΔP 越小，B 正确；若输送电压肯定，输送功率越大，则电流I 越大，ΔP 越大，C 错误；输送电压并不肯定越高越好，因为电压越高，对于平安和技术的要求越高，D 错误。
新人教版2019高中物理选择性必修第二册 第3章 交变电流 第4节 电能的输送(含参考答案)
新人教版2019高中物理选择性必修第二册第3章交变电流第4节电能的输送（含参考答案）1.远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是()A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比答案CD2.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惟一方法是采用高压输电C．减小输电导线上电压损失的惟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、技术和经济条件等答案AD3.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高得多的电压进行输电，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．可减少输电线上的损失D．可加快输电的速度答案 C4.某发电厂原来用11 kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220 kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A．据公式I＝P/U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20B．据公式I＝U/R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C．据公式P＝I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D．据公式P＝U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍答案AC5.如图为远距离输电线路的示意图．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是()A ．升压变压器的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小时，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答案 C6.如图所示，当图中ab 两端与ef 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得cd 间与gh 间电压均为110 V ；若分别在cd 间与gh 间两端加上110 V 的交流电压，则ab 与ef 间电压为( )A ．220 V ，220 VB ．220 V ，110 VC ．110 V ，110 VD ．220 V ，0 V答案 B7.（多选题）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 高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是( )A ．可节省输电线的材料B ．可根据需要调节交流电的频率C ．可减小输电线上的能量损失D ．可加快输电的速度答案 AC ．8.（多选题）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.则下列说法正确的是( )A ．输电线上的电流I ＝U RB ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝(P 0U )2RD ．输电线上损失的功率P ＝U 2R答案 BC9.（多选题）2007年11月8日，工程规模仅次于长江三峡，位居全国第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水电站截流成功，标志着“西电东送”工程又迈出了坚实的一步．下列有关发电与送电的说法中正确的是( )A ．水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能，提高发电能力B ．减小输电线的截面积有利于降低输电时的损耗C ．提高输电电压有利于减小输电线中的电流D ．增大发电机转子的直径有利于提高发电机的输出电压答案 CD10．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，经降低变压器降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答案 ACD11．如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的电压上，向额定电压为1.80×104 V 的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA 时，熔丝就熔断．(1)熔丝的熔断电流是多少？(2)当副线圈电路中电流为10 mA 时，变压器的输入功率是多大？答案 (1)0.98 A (2)180 W解析 (1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的特点，有I 1U 1＝I 2U 2当I 2＝12 mA 时，I 1即为熔断电流，代入数据得I 1＝0.98 A(2)设副线圈中电流为I 2′＝10 mA ，变压器的输入功率为P1，则有P 1＝I 2′U 2代入数据得P 1＝180 W12. 某发电站的输出功率P ＝104 kW ，输出电压U 1＝4 kV ，通过理想变压器升压后向远处供电．已知输电导线的总电阻为R ＝10 Ω，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求变压器的匝数比．答案 225 解析 发电站的输出电流：I 1＝P U 1＝1074×103A ＝2.5×103 A 输电线路损失的功率P 损＝4%P ＝I 2R则I 2＝4%P R ＝4%×10710A ＝2×102 A 变压器的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝2×1022.5×103＝22513. 某小型水电站输出功率为20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω.(1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压． 答案 (1)16.6 kW (2)226.2 V解析 (1)P 电＝U 1I 1，P 损＝I 12·R ，损耗的功率为P 损＝P2电U21R ＝4×1083802×6 W ＝16.6 kW. (2)P 电＝U 2I 2，损失的电压ΔU ＝I 2R ＝24 V ，U3＝U2－ΔU ＝4 976 V ，U3∶U4＝n1∶n2，用户得到的电压U4＝226.2 V .14. 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，若输电线路因发热而损失的功率为输送功率的4%，输电线路的示意图如图所示，试求:（1）输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；（2）用户得到的电功率是多少?【答案】：（1）【解析】输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率P 线=100×4% kW=4 kW ，又P 线=I 22R 线 输电线电流I2=I3=20 A 原线圈中输入电流I 1=A=400 A 所以 这样U2=U1=250×20 V=5000 VU3=U2-U 线=5000-20×10 V=4800 V所以（2）用户得到的电功率P 出 =100×96% kW=96 kW15. 某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380 V.（1）画出输电线路的示意图（下图）.（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）答案：解答：。
2024_2025学年新教材高中物理第三章交变电流3变压器检测含解析新人教版选择性必修2
变压器(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.如图所示,可以将电压上升供应电灯的变压器是( )【解析】选C。
变压器只能对交变电流实现变压,不能对直流变压,故选项A、D错误;由于电压与变压器线圈匝数成正比,副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压,所以选项B错误,选项C正确。
2.关于志向变压器特点的下列说法中正确的是( )A.志向变压器能够使电压上升,同时电流变大B.原、副线圈具有相同的磁通量及变更率,产生的感应电动势也相同C.原、副线圈没有电阻,铁芯中不会产生涡流D.原线圈往往匝数少,绕线粗,电流大【解析】选C。
志向变压器原、副线圈功率相等,即U1I1=U2I2,不行能同时使电压上升,电流增大,A错;原、副线圈匝数不同,感应电动势不同,B错;志向变压器不考虑绕线铜损,铁芯的热损,当然要求线圈无电阻,铁芯不产生涡流,C对;原、副线圈中匝数少的一边,电流大,绕线粗,但不肯定作为原线圈运用,D错。
3.一输入电压为220 V,输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原来线圈接到220 V沟通电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按志向变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )A.1 100,360B.1 100,180C.2 200,180D.2 200,360【解析】选B。
对新绕线圈的志向变压器,依据变压比公式得n1===1 100,变压器烧坏前,同理可得n2===180,故B正确。
4.一志向变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦沟通电源上,如图所示。
设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )A.U=66 V,k=B.U=22 V,k=C.U=66 V,k=D.U=22 V,k=【解析】选A。
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电能的输送(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.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,分去了一部分电压【解析】选C。
此时用电器多,负载大,电阻小(因为用电器都是并联的),而变压器输出电压U不变,由I=可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故用电高峰时比深夜暗,故C正确。
2.“西电东送”工程中,为了减少输电损耗,必须提高输电电压。
从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106 kW,输电电压为1 000 kV,输电线电阻为100 Ω。
若改用超导材料作为输电线,则可减少输电损耗的功率为( ) A.105 kW B.104 kW C.106 kW D.103 kW【解析】选A。
输电电流I=,输电线路损失的电功率P损=I2r=()2r=1 ×105 kW;当改用超导输电时,就不损失电能,因此减少的输电损耗就等于P损,A正确。
3.如图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( )A.减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程的电能损失B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的功率损耗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.高压输电一定是电压越高越好【解析】选B。
依据输电原理,电路中的功率损耗ΔP=I2R线,而R线=ρ,减小输电线的横截面积,输电线的电阻会增大,则会增大输电线上的功率损失,A错误;由P=UI可知,P一定的情况下,输送电压U越大,I越小,ΔP越小,B正确;若输送电压一定,输送功率越大,则电流I越大,ΔP越大,C错误;输送电压并不一定越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,D错误。
4.(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。
已知输电线的总电阻为R,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin100 πt(V),降压变压器的副线圈与阻值R0=11 Ω的电阻组成闭合电路。
若将变压器视为理想变压器,则下列说法中正确的是( )A.通过R0电流的有效值是20 AB.降压变压器T2原、副线圈的电压之比为4∶1C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率【解析】选A、B。
T2副线圈两端交流电压u=220sin100πt(V),电压有效值为220 V,则通过R0的电流有效值I= A=20 A,A项正确;由原、副线圈电压与匝数的关系知B项正确;由于输电线有电阻,所以升压变压器T1的输出电压和输出功率大于降压变压器T2的输入电压和输入功率,C、D错误。
5.(多选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW、输出电压为4 000 V,经变压器T1升压后向远方输电。
输电线路总电阻R=1 kΩ。
到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V,60 W)。
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103 A和20 AB.T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC.T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D.有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光【解析】选A、B、D。
远距离输电的电路如图所示,在升压变压器原线圈中有P=U1I1,故得原线圈中电流为103 A,在远距离输电线路中由ΔP=R5线得T1副线圈中电流为20 A,故选项A正确;在远距离输电线路中由P=U2I2和I线=I2得U2=2×10 V,由ΔU=I线R线,ΔU =U2-U3可得T2原线圈电压为1.8×105 V,由于灯泡能正常发光,故T2副线圈电压为220 V,故选项B正确;由变压器变压特点知变压比与匝数成正比,故可得T1变压比为1∶50,而T2的变压比为9 000∶11,故选项C错误;正常发光时每盏灯的功率为60 W,由90%P=NP 4盏,故选项D正确。
额,可得N=6×106.用电压U和KU分别输送相同的电功率,且在输电线上损失的功率相同,导线长度和材料也相同,此两种情况下导线的横截面积之比为( )A.K∶1B.1∶KC.K2∶1D.1∶K2【解析】选C。
由R=ρ,P=UI,ΔP=I2R,得ΔP=,可见在其他物理量一定时,S与U2成反比,故C正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(12分)在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失。
有一个小型发电站,输送的电功率P=500 kW,当使用U=5 kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h。
求:(1)输电效率η和输电线的总电阻r;(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电?【解析】(1)输送功率P=500 kW,一昼夜输送电能E=Pt=12 000 kW·h输电线上损失的电能ΔE=4 800 kW·h终点得到的电能E′=E-ΔE=7 200 kW·h所以输电效率η==60%输电线上的电流I==100 A输电线上损耗的功率P r==200 kW输电线的电阻r==20 Ω。
(2)P r=()2r要求输电线上损耗的功率P r′=2%P=10 kW输电电压应调节为U′=P=22.4 kV。
答案:(1)60% 20 Ω(2)22.4 kV8.(12分)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 V9.5 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=R,输送电流取决于输出电压及输送功率,有I2=所以R===Ω=20 Ω。
(3)设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===。
答案:(1)(2)20 Ω(3)(15分钟40分)9.(7分)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,则下列关系式中正确的是( )A.=B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2【解析】选D。
根据理想变压器的工作原理得I1U1=I2U2、=。
U2不是加在R两端的电压,故I2≠。
而I1U1等于R上消耗的功率R与下一级变压器的输入功率之和,选项D正确。
10.(7分)某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 kW。
现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为2×105 AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=, U为输电电压,r为输电线的电阻【解析】选B。
输出电功率P=3×106 kW,输电电压U=500 kV,则输电线上输送的电流大小为I==6×103 A,所以A错误;输电线上由电阻造成的损失电压ΔU=Ir=15 kV,所以B正确;输电线上损失的功率ΔP损=ΔU·I=r,所以D错误;若改用5 kV电压输电,其损失的功率不可能高于输出功率,否则违反能量守恒定律,故C错误。
11.(7分)(多选)在如图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( )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C、D。
由题意可知升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,A错误;在电能输送过程中有:I=,U线=IR线,U3=U2-U线,因P变大,I变大,故U线变大,U2不变,所以降压变压器输入电压U3变小,则降压变压器的输出电压变小,B错误;由P线=()2R线,因P变大,所以P线变大,C正确;根据==,因P变大,所以比值变大,D正确。
12.(19分)如图甲所示,一个小型水力发电站,发电机输出电压U0=250 V,内电阻可以忽略不计,最大输出功率为P m=30 kW,它通过总电阻r线=2.0 Ω的输电线直接向远处的居民区供电,设居民区所有用电器都是额定电压U用=220 V的白炽灯,总功率为P用=22 kW,不计灯丝电阻随温度的变化。
(1)当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是多少伏?发电机实际输出的电功率多大?(2)若采用高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降压变压器,且不计变压器和用户线路的损耗,已知用户变压器的降压比为40∶1,如图乙所示。
当全部用户电灯正常发光时,输电线上损耗的功率多大?【解析】(1)由P用=求得用户总电阻R用=2.2 Ω,电路中的电流为I===59.5 AU灯=IR用=130.9 V=131 VP输=U0I=14 875 W=14.9 kW。
(2)P用=U4I4,U4=220 V,I4==100 A=,I3==2.5 AP损=r线=12.5 W。
答案:(1)131 V 14.9 kW (2)12.5 W。