2016-2017學(xué)年高中物理第4章遠(yuǎn)距離輸電第3節(jié)電能的遠(yuǎn)距離傳輸學(xué)業(yè)分層測評魯科版選修.docx

電能的遠(yuǎn)距離傳輸 (建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1交流輸電線路中導(dǎo)致功率損失的主要原因()A一定是輸電導(dǎo)線具有電阻B一定是輸電導(dǎo)線具有容抗C一定是輸電導(dǎo)線具有感抗D以上說法均不正確【解析】電能的主要損耗是電熱，由PI2R可知A選項正確【答案】A2(多選)遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電，我國正在研究用比330 kV高很多的電壓進(jìn)行輸電，下列說法正確的是()A采用高壓輸電的優(yōu)點是可節(jié)省輸電線的銅材料B采用高壓輸電的優(yōu)點是可減小輸電線上的能量損失C采用高壓輸電的原因是用電器是串聯(lián)的，用電器數(shù)量增多總電壓變大D采用高壓輸電的原因是對個別偷電行為進(jìn)行威懾【解析】高壓輸電的目的是減小輸電導(dǎo)線上的電流，從而可以減小導(dǎo)線的橫截面積，節(jié)約輸電線的銅材料，同時減小輸電線路上的功率損失和電壓損失，故選項A、B正確【答案】AB3對在電能遠(yuǎn)距離輸送中所造成的電壓、功率損失，下列說法中正確的是()A只有輸電線的電阻才造成電壓損失B只有輸電線的電抗才造成電壓損失C只有變壓器的銅損和鐵損才造成了輸送中的功率損失D若用高壓直流電輸送，可以減小因電抗造成的電壓、功率損失【解析】遠(yuǎn)距離高壓輸電過程中，不僅線路上的電阻會損失電壓，電抗也會損失電壓，故A、B錯；輸電過程中的功率損失是指輸電線上的功率損失，故C錯若用高壓直流電輸送，則只有電阻的影響，無電抗的影響，故D正確【答案】D4水電站向小山村輸電，輸送電功率為50 kW ，若以1 100 V送電，則線路損失功率為10 kW，若以3 300 V送電，則線路損失功率為()A3.3 kWB1.1 kWC30 kW D11 kW【解析】設(shè)輸送電功率為P，輸電電壓為U，線路電阻為R，則損耗功率P損I2RR，由此可見，P損與U2成反比，代入數(shù)據(jù)可知B項正確【答案】B5(多選)在電能輸送過程中，若輸送的電功率一定，輸電線電阻一定，則在輸電線上損耗的電功率()A和輸送電線上電壓的平方成反比B和輸送電流的平方成反比C和輸送電線上的電壓降的平方成正比D和輸送電流的平方成正比【解析】輸電線上的功率損失PI2R，電壓損失UUUIR，輸電電流I，所以PI2RR，可見在輸送功率P一定時，P隨R的增大而增大；P與I2成正比；P與U2成正比；P與U2成反比【答案】ACD6照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些，這是因為用電高峰時()A總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低B總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小C總電阻比深夜時小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大D供電線路上電流恒定，但開的燈比深夜時多，通過每盞燈的電流小【解析】照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點鐘用電高峰時，用電器越多，總電阻越小，供電線路上的電流越大，輸電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，C正確【答案】C7(多選)遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上由電阻造成的電壓損失和功率損失的說法中，正確的是()A輸電線上的電功率損失是原來的1/nB輸電線上的電功率損失是原來的1/n2C輸電線上的電壓損失是原來的1/nD輸電線上的電壓損失是原來的n倍【解析】由PUI知，當(dāng)輸送的功率P一定時，電壓升高為原來的n倍時，輸電電流IP/UP/(nU)I；又P線I2R線，所以輸電線上的功率損失PR線P損，即B正確輸電線上的電壓損失UIR線IR線U損，C正確選B、C.【答案】BC8某電站用11 kV交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線的電阻為R，現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220 kV送電，下列說法正確的是()A因I，所以輸電線上的電流增為原來的20倍B因I，所以輸電線上的電流減為原來的C因P，所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍D若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的直徑減為原來的【解析】因U并非全部加到輸電線的電阻上，所以不能用I計算輸電線中的電流，所以A錯；輸送功率和輸電電流、輸電電壓的關(guān)系為PUI，在輸送功率一定的條件下，U和I成反比，所以B正確；U是輸電電壓，它等于輸電線上損失的電壓和負(fù)載得到的電壓之和，所以U并非是加到R上的電壓，不能用P計算功率損失，C錯；線路上功率損失P損I2R線.由于輸送功率、導(dǎo)線材料、長度是不變的，在線路損失功率不變的條件下，送電電壓的平方和導(dǎo)線橫截面積成反比，所以電壓由11 kV升高到220 kV，所需導(dǎo)線的橫截面積減為原來的，導(dǎo)線直徑減為原來的，D錯故選B.【答案】B能力提升9(多選)在如圖439所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有() 【導(dǎo)學(xué)號：78870079】圖439A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大【解析】由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，A錯誤；在電能輸出過程中有：I，U線IR線，U3U2U線，因P變大，I變大，所以U線變大，所以降壓變壓器初級電壓U3變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，B錯誤；由P線()2R線，因P變大，所以P線變大，C正確；根據(jù)，因P變大，所以比值變大，D正確【答案】CD10某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：78870080】A輸電線上輸送的電流大小為2105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kWD輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻【解析】輸出電功率P3106 kW，輸電電壓U500 kV，則輸電線上輸送的電流大小為I6103 A，所以A錯；輸電線上由電阻造成的損失電壓U損Ir15 kV，所以B正確輸電線上損失的功率PU損Ir，所以D錯誤若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上的極限電流I2 000 A，導(dǎo)線上最大消耗功率PI2r(2 000)22.5 W107 W，故C錯【答案】B11在遠(yuǎn)距離輸電時，如果升壓變壓器輸出電壓是2 000 V，輸出功率是10 kW，輸電線電阻是20 ，求：(1)輸電線上損失的功率和損失的電壓；(2)用戶能得到的功率和電壓【解析】(1)由P出U出I線，得I線A5 A.則輸電線上損失的功率P損Ir5220 W500 W.損失的電壓U損I線r520 V100 V.(2)用戶得到的電壓和功率分別為：U用U出U損(2 000100) V1 900 V，P用P出P損(10103500)W9 500 W.【答案】(1)500 W 100 V(2)9 500 W 1 900 V12發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用初、次級匝數(shù)之比為110的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級匝數(shù)比為101的降壓變壓器降壓供給用戶(1)畫出全過程的輸電線路示意圖(2)求用戶得到的電壓和功率(3)若不經(jīng)過變壓而直接將電送到用戶，求用戶得到的電壓和功率【解析】(1)輸電線路示意圖如圖所示(2)升壓變壓器次級的輸出電壓U2U1220 V2 200 V因為升壓變壓器的輸出電功率等于輸入電功率，則升壓變壓器的次級輸出電流為I2 A20 A輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為URI2R，PRIR代入數(shù)據(jù)得UR4 V，PR80 W加到降壓變壓器初級上的輸入電流和電壓為I3I220 AU3U2UR2 200 V4 V2 196 V降壓變壓器次級的輸出電流和電壓為U4U32 196 V219.6 VI4I320 A200 A用戶得到的功率為P4I4U4200219.6 W4.392104 W.(3)若不采用高壓