高中物理 第2章 交变电流 第7节 远距离输电课后提能训练 粤教版选修3-2

远距离输电

基础达标

一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～6题有多项符合题目要求)

1．对交流输电线路来说，输电线上的电压损失( ) A ．只由电阻造成 B ．只由感抗造成 C ．只由容抗造成

D ．由以上所述三个因素造成 【答案】D

2．关于电能输送的分析，正确的是( )

A ．由公式P ＝U 2

R 知，输电电压越高，输电线上功率损失越少

B ．由公式P ＝U 2

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 ＝I 2

R 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 【答案】C

3．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( )

A.I 1I 2＝n 1n 2

B ．I 2＝U 2R

C ．I 1U 1＝I 2

2R D ．I 1U 1＝I 2U 2

【答案】D

4．输电导线的电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )

A ．U 1∶U 2

B ．U 21∶U 2

2 C ．U 2

2∶U 2

1 D ．U 2∶U 1

【答案】C

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 ．可减小输电线上的能量损失

D ．可加快输电的速度 【答案】AC

6．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】CD 二、非选择题

7．对某一输电线路，线路架设情况已确定，现要求输送一定的电功率P ，若输电线上损失的功率占输送功率P 的百分比用η表示，输电线路总电阻用r 表示，输电电压用U 表示，则η、P 、U 、

r 间满足什么关系？从中你能得出什么结论？

【解析】ΔP ＝ηP ＝I 2

r ，①

P ＝UI ，②

可得ηP ＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫P U 2

r ，即ηU 2

＝Pr ，

当P 、r 确定时，有ηU 2

＝定值，所以要减小η，必须提高输电电压U .

8．某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW ，输出电压为250 V ，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220 V 电压，求应选用匝数比分别为多大的升压变压器和降压变压器？

【解析】依题意作出输电示意图如图所示，

升压变压器原线圈的电流为

I 1＝P U 1＝100×103

250

A ＝400 A

当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I 2，则I 2

2R 线＝5%P 所以I 2＝

5%P

R 线

＝

0.05×100×10

3

8

A ＝25 A

升压变压器T 1的匝数比为n 1n 2＝I 2I 1＝25 A 400 A ＝1

16

则U 3＝U 2－R 线·I 2＝n 2n 1

U 1－R 线·I 2＝3 800 V

所以n 3n 4＝U 3U 4＝3 800 V 220 V ＝19011

.

能力提升

9．如图所示，一理想变压器原副线圈匝数分别为n 1＝1 000，n 2＝200，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u ＝2202sin 100πt (V)．副线圈中接一电动机，电阻为11 Ω，电流表A 2的示数为1 A ，电表对电路的影响忽略不计．下列说法正确的是( )

A ．此交流电的频率为100 Hz

B ．电流表A 1的示数为0.2 A

C ．此电动机输出功率为33 W

D ．电压表示数为220 2 V 【答案】BC

【解析】交流电周期为T ＝

2π

100π

s ＝0.02 s ，故频率为50 Hz ，A 错误；输入电压有效值为220 V ，D 错误；输出电压U ＝n 2

n 1

×220 V＝44 V ，则副线圈输出功率为UI ＝44 W ，电动机热功率为I 2

R ＝11 W ，故输出功率为44 W －11 W ＝33 W ，C 正确；输入功率等于输出功率，可得原线圈电流为0.2 A ，B 正确．

10．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，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 ．输电线上的电流为U R

B ．输电线上的电流为P 0U

C ．输电线上损失的功率为U 2

R

D ．输电线上损失的功率为P 20R

U

2

【答案】BD

【解析】总功率P 0＝UI ，故输电线上的电流为I ＝P 0U ，A 错，B 对；损失的功率为P 损＝I 2

R ＝P 20R U

2，

C 错误，

D 正确．

11．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23 kV ，副线圈通过总电阻为2 Ω的供电导线向用户供电，用户用电器得到的电压是220 V ，求供电导线上损耗的功率．

【答案】50 W

【解析】设原线圈上所加电压为U 1，匝数为n 1，副线圈上两端电压为U 2，匝数为n 2，有U 1U 2＝n 1

n 2

，①

副线圈两端通过导线向用户供电，设用户电压为U 3，导线上的电压降为ΔU ，有U 2＝U 3＋ΔU ，②

导线上损失功率为P ＝ΔU

2

R

，③

由①②③式得P ＝

⎝ ⎛⎭

⎪⎫n 2n 1U 1－U 32R

，

＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫1100×2.3×104－2202

2

W ＝50 W.