2018-2019學年高中物理課時分層作業(yè)11電能的輸送教科版選修3-2

1、課時分層作業(yè)（十一）電能的輸送基礎達標練（時間：15 分鐘分值：50 分）、選擇題（本題共 6 小題，每小題 6 分，共 36 分）1.（多選）如圖 2-7-6 所示為遠距離高壓輸電的示意圖關于遠距離輸電，下列表述正確的是（）【導學號：24622085】A.A.直流輸電系統(tǒng)只在輸電環(huán)節(jié)是直流，而發(fā)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)是交流B.B.直流輸電系統(tǒng)只在發(fā)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)是直流，而輸電環(huán)節(jié)是交流C.整流器將交流變直流，逆變器將直流變交流D.逆變器將交流變直流，整流器將直流變交流AC直流輸電系統(tǒng)由整流站、直流線路和逆變站三部分組成，在整流站通過整流器將交流電變換為直流電，在逆變站利用逆變器將直流電變換為交流

2、電.因此選項3.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U,發(fā)電廠至學A.B.C.D.增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損耗高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗的在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損耗越小高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好ABD 依據(jù)輸電原理，電路中的功率損耗P損=|2R線，而R線=，增大輸電導線的橫截面積， 可減小輸電線的電阻， 則能夠減少輸電過程中的電能損耗， 選項UI知，在輸送功率P輸一定的情況下，輸送電壓U越大，則輸電電流A 正確；由P輸=越小，電路中的功率損耗越小，選項 B 正確；若輸送電壓一定，輸送功率 P輸越大，則電流 W

3、k的電功率越大，選項 C 錯誤；因為輸電電壓越高， 是輸送電壓越高越好，高壓輸電必須綜合考慮各種因素，選項J/ FI越大，電路中損耗對于安全和技術的要求也越高,D 正確.2.（多選）下列關于遠距離高壓直流輸電的說法中，正確的是（ ）因此并不A、C 正確.圖 2-7-6校的輸電導線總電阻為R,通過導線上的電流為I，學校得到的電壓為 ，則輸電導線上損耗的功率下列表達式錯誤的是（）3I2A.RUU2B.C. I2RD.|(U12)A 用P=U求電阻上損失的功率時，U要與電阻R相對應，A 中的U是輸出電壓不是輸電線電阻上的電壓，故 A 是錯誤的；B 中的UU2是輸電線電阻上的電壓，因此， B 是正確的

4、；C D 中的電流I是輸電線中的電流，故 C D 都是正確的.4. 1987 年我國科學家制成了臨界溫度為90 K 的高溫超導材料利用超導材料零電阻0.4Q，它提供給用電器的電功率是 40 kW 電壓為 800 V,如果用臨界溫度以下的超導電纜替代原來的輸電線，的性質(zhì)，可實現(xiàn)無損耗輸電現(xiàn)在有一直流電路，輸電線的總電阻為保持供給用電器的功率和電壓不變，則節(jié)約的電功率為A.1.6 kW( )B. 1.6X103kWC.1 kWD. 10 kW節(jié)約的電功率即原來輸電線上電阻消耗的熱功率，P=I2R=3X0.4 W=1X10 W=1 kW.40X1032 28005遠距離輸電的原理圖如圖2-7-7 所

5、示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為m,n2,電壓分別為U,Ua,電流分別為|1,|2，輸電線上的電阻為R變壓器為理想變壓器，則下列圖 2-7-7關系式中正確的是（）UB-|2=R【導學號：24622086】11mA.,=12莊C. |1U=I2RD.|iU=|2U2D 根據(jù)理想變壓器的工作原理解題.根據(jù)理想變壓器的工作原理得丨11心=，I2n2U：.U不是加在R兩端的電壓，故|2，而I1U等于R上消耗的功率n1R12R與下一級變壓器的輸入功率之和.選項 D 正確.6.（多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2-7-8 所示.發(fā)電機的輸出電壓為 200 V,輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線

6、圈匝數(shù)分別為n1、壓，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、rk（變壓器均為理想變壓器）要使額定電壓為 220 V 的用電器正常工作，則（）45n2n3A.nin4n2n3B.nin4B. 升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓C. 升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率,n2Lbn3U3”AD 根據(jù)變壓器工作原理可知=，=，由于輸電線路上損失一部分電壓，ni200 Vn4220 V升壓變壓器的輸出電壓L2大于降壓變壓器的輸入電壓L3,所以 A 正確，B、C 錯誤；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線上損失的功率，D 正確.二、非選擇題(14 分)7.如圖 2-7-

7、9 所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10 kW 輸出電壓為 400 V,向距離較遠的用戶供電， 為了減少電能損耗， 使用 2 kV 高壓輸電，最后用戶得到“ 220 V 9.5 kW 的電能，求：升壓變壓器降也變也器圖 2-7-9(1)水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比羋；輸電線路導線電阻 R(3)用戶降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比空.門4【解析】(1)水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：niU4001rh12_2 000 5.2P由P損=I2R,輸送電流取決于輸出電壓及輸送功率，有丨2=U6所以R=二旦=1010 0000009 9 500500一 20Q.I2（3）設降壓變壓器原線圈上電壓為u

8、= U2|2R=(2 0005X20) V=1 900 V所以降壓變壓器原、畐 U 線圈匝數(shù)比為:nsII1 90095H4U4-220 11一、選擇題（本題共 4 小題，每小題 6 分，共 24 分）1.（多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2-7-10 所示，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電.已知輸電線的總電阻為R,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為 4：1，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u= 220 2s in 100nt線圈與阻值 R）= 11Q的電阻組成閉合電路若將變壓器視為理想變壓器，確的是【導學號：24622087】所以通過 R）的電流的有效值是 20 A，故

9、 A 正確；因為降壓變壓器T2的原、畐 U 線圈匝數(shù)之比為 4 ： 1，所以原、畐 U 線圈的電壓之比為 4 ： 1，故 B 正確；由于輸電線有電阻導致降壓變壓10 000 2 000【答案】 (1)1 1(2)20能力提升練（時間：25 分鐘分值：50 分）則下列說法中正A.B.C.D.通過 R 的電流有效值是 20 A降壓變壓器T2原、畐U線圈的電壓比為4 :升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率ABD 降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 22V V=220220 V V，負載電阻為1111，（V），降壓變壓器的副1

10、7器Ta的輸入電壓低于升壓變壓器T1的輸出電壓，故 C 錯誤；升壓變壓器率相等，降壓變壓器T2的輸入與輸出功率也相等，但升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率，原因是輸電線上電阻消耗功率，故Ti的輸入與輸出功D 正確.2通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,R= 108輸電線路的總電阻為R當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為R,若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk,線路損耗的電功率為F2,則Pi和善分別為（）8】PR1A A - -kU nc PR1C.C.ku n2D 根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，得P PP P匝數(shù)比為k和nk的變壓器副

11、線圈的電流分別為11=0=由，12=遼=而根據(jù)P=1紈輸電P、2/P2Piku R, P2=I2R=nkU R所以p;=孑.選項D正確，選項 A、B、C 錯誤.3.如圖 2-7-11 所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，貝 U （）甲乙圖 2-7-11A.用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB.發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 VC. 輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D. 當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小D 根據(jù)交流電的變化規(guī)律、變壓器的工作原理和遠距離輸電知識解題.1由u-t圖像可知，交流電的周期T= 0.02 s，故頻

12、率f=T= 50 Hz，選項 A 錯誤；交流（UU=k,12=nkU根據(jù)P=UI,知9電的最大值U= 500 V，故有效值 U= : = 250.2 V，選項 B 錯誤；輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定，選項 C 錯誤；當用戶用電器的In總電阻增大時，副線圈上的電流減小，根據(jù)y=，原線圈（輸電線）上的電流減小，根據(jù)P12m=ifR,得輸電線損失的功率減小，選項D 正確.4.（多選）如圖 2-7-12 為某小型水電站的電能輸送示意圖.已知輸電線的總電阻10Q,降壓變壓器Ta的原、畐U線圈匝數(shù)之比為4： 1，電阻 11 Q .若Ti、T2均為理想變壓器，T2

13、的副線圈兩端電壓表達式為u= 220 2sin 100ntV，下列說法正確的是（）【導學號：24622089】交流電頻率的，故發(fā)電機中的電流變化頻率為50 Hz,選項 A 錯誤；由于T2的副線圈的交流一U220 V電電壓的有效值為 U= 220 V，故通過RJ的電流有效值為1= =-= 20 A，故選項 B 正R）11QI確；根據(jù)匝數(shù)與電流的關系可得T2的原線圈中的電流為I= 5 A,故輸電線上損失的功4 42 2 2 2率為P損=I R= （5 A）X10Q= 250 W 而電阻 上消耗的電功率為P0=I R= （20 A）X11Q= 4 400 W,故升壓變壓器T1的輸入功率為P=P損+P

14、a= 4 400 W + 250 W= 4 650 W，故選器匝數(shù)比為n1:n2= 1 : 4,降壓變壓器的匝數(shù)比為n3：n4= 4 : 1,輸電線總電阻為R= 4Q,全校有 22 間教室，每間教室安裝“ 220 V 40 W 的電燈 6 盞，要求所有的電燈都正常發(fā)光，A.B.C.D.發(fā)電機中的電流變化頻率為100 Hz通過Ro的電流有效值為 20 A升壓變壓器Ti的輸入功率為 4 650 W若R0的電阻減小，發(fā)電機的輸出功率也減小BC 由于T2的副線圈的交流電的頻率為f= -= 50 Hz,2n2n項C正確；若R）的電阻減小，則電阻R）消耗的電功率將增大，線上消耗的電功率也增大，故發(fā)電機的輸

15、出功率也要增大，故選項二、非選擇題（本題共 2 小題，共 26 分）5. （10 分）如圖 2-7-13 所示，學校有一臺應急備用發(fā)電機，輸電線上的電流增大，輸電D 錯誤.內(nèi)阻為r= 1Q,升壓變壓而變壓器是不能改變11輸電線上損耗的電功率P損多大？【解析】 所有電燈正常發(fā)光時消耗的功率為戸燈=40X22X6 W= 5 280 W=F4,求:圖 2-7-1312對于同種輸電導線，若分別采用110 kV 和 220 V 輸電，損失的功率之比為由于燈正常發(fā)光時，降壓變壓器副線圈兩端電壓U4= 220 V,所以降壓變壓器原線圈兩端電壓n34U= U4= X220 V=880 V,n41兩變壓器之間輸

16、電線上的電流為P3F4I線=U3U35 280880輸電線上損失的功率2 2F損=I線只=6X4 W=144 W.【答案】 144 W6. （16 分）把功率為 220 kW 的電能用鋁導線（鋁的電阻率p= 2.7X10一8Q m）輸送到 10km 外的地方，要使功率損失不超過輸送功率的10%.如果采用 220 V 的電壓輸電，導線的橫截面積至少要多大？采用這樣的導線切合實 際嗎？（2）若采用 110 kV 的電壓輸電，導線的橫截面積是多大？對于同種輸電導線，若分別采用110 kV 和 220 V 輸電，損失的功率之比是多少？3F220X103【解析】（1）如果采用 220 V 的電壓輸電，則通過導線的電流I=U=220 A = 10A.由于功率損失F= 10%。= 22 kW= 22X103W,且F=12R,3F22X10因此導線的電阻 R= r = 荷Q= 0.022Q.根據(jù)R= pS可得，導線的橫截面積_ 83S= =27X10X亍亍10X10m22.46X10_2吊0.0