高中物理 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 第3節(jié) 電能的遠(yuǎn)距離傳輸自我小

1、電能的遠(yuǎn)距離傳輸夯基達(dá)標(biāo)1.遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電.我國(guó)正在研究用比330 kV高得多的電壓進(jìn)行輸電.采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是( )2.某發(fā)電廠原來(lái)用11 kV的交流電壓輸電，后來(lái)改用升壓變壓器將電壓升高到220 kV輸電，輸送的電功率都是P，若輸電線路的電阻為R，則下列說(shuō)法中正確的是( )A.根據(jù)公式IU/R，提高電壓后輸電線上的電流增為原來(lái)的20倍B.根據(jù)公式IP/U，提高電壓后輸電線上的電流降為原來(lái)的1/20C.根據(jù)公式PU2/R，提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來(lái)的400倍D.若要使輸電線損失的功率不變，可將輸電線的直徑減小為原來(lái)的1/203.某農(nóng)村發(fā)電站的發(fā)電機(jī)的輸出電壓穩(wěn)

2、定，它發(fā)出電先通過(guò)電站附近的升壓變壓器升壓，然后用輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處村寨附近的降壓變壓器.經(jīng)降壓器降低電壓后，再用線路接到各用戶，設(shè)兩變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，白熾燈不夠亮，但用電總功率增加，這時(shí)( )4.輸電線的電阻為r，輸送的電功率為P，用電壓U送電，則用戶得到的功率為( )A.P B.PP2r/U2 C.PU22r/U21，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電導(dǎo)線總電阻為R，通過(guò)導(dǎo)線上的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電導(dǎo)線上損耗的功率在下列表達(dá)式中錯(cuò)誤的是( )A. B.2R D.I(U1U2)6.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為，橫截面積為S，總

3、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，輸電線損耗電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則P、P用正確的是( )PU2S/PL PP2L/U2S P用PU2S/PL P用P(1PL/U2S)A. B. C. D.能力提升7.一臺(tái)理想變壓器的副線圈有100匝，輸出電壓為10 V，則鐵芯中磁通量變化率的最大值為( )A.10 Wb/s B.14.1 Wb/s C.0.14 Wb/s D.28.2 Wb/s8.超導(dǎo)是當(dāng)今高科技研究的熱點(diǎn)，利用超導(dǎo)材料可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電.現(xiàn)有一直流電路，輸電總電阻為0.4 ，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V.若用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜代替原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變

4、，那么節(jié)約的電功率為( )×103 kW C.1.6 kW D.10 kW9.一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250 V，輸出功率為100 kW，向遠(yuǎn)處輸電所用導(dǎo)線的總電阻R8 ，要使輸電線上的功率損失不超過(guò)輸送功率的5%，用戶處正好得到220 V的電壓，則供電處升壓變壓器和用戶處降壓變壓器的匝數(shù)比各為多少?10.一座小型水力發(fā)電站，利用流量為20 m3/s、落差為5 m的河水發(fā)電.若單相發(fā)電機(jī)的效率為50%，輸出電壓為200 V.已知發(fā)電站到用戶架設(shè)的輸電線總電阻為10 ，輸電線上允許損耗的功率為5%，用戶所需電壓為220 V，求所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比(不計(jì)變壓器

5、損失，g取10 m/s2).11.發(fā)電機(jī)的端電壓220 V，輸出電功率44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用初、次級(jí)匝數(shù)之比110的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次級(jí)匝比為101的降壓變壓器降壓供給用戶.(1)畫(huà)出全過(guò)程的線路示意圖.(2)求用戶得到的電壓和功率.(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率.拓展探究 12.我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)低壓改造已基本結(jié)束，由于低壓改造，我國(guó)廣大農(nóng)民獲得了實(shí)惠.農(nóng)村電網(wǎng)改造之前，某些村莊經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象(離變壓器較遠(yuǎn)的用戶)：電燈不亮(達(dá)不到額定功率)，日光燈不能啟動(dòng)，洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速低等，尤其過(guò)節(jié)時(shí)現(xiàn)象更明顯.(1)試用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋為什么

6、會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象.(2)某村莊現(xiàn)有住戶440戶，以前每戶平均消耗電功率為100 W，使用的區(qū)間變壓器匝數(shù)比為1656，恰好能使額定電壓為220 V的用電器正常工作，現(xiàn)在因家用電器增加，每戶平均消耗電功率為250 W.若變壓器輸入電壓仍為6 600 V，區(qū)間輸電線路不變，為了使家用電器正常工作，需要更新區(qū)間變壓器，則此變壓器的匝數(shù)比為多少？參考答案1解析：采用高壓輸電減小了輸電電流，可減少能量損失，節(jié)省銅材料，但不能改變交變電流的頻率和輸電速度，故A、C兩項(xiàng)正確。答案：AC2解析：I是輸電線中的電流，R是輸電線的電阻，但是U不是輸電線上損失的電壓，而是總的輸送電壓，所以不能用計(jì)算輸電線中的電流，在

7、運(yùn)用歐姆定律時(shí)，I、R、U應(yīng)對(duì)應(yīng)于同一部分導(dǎo)體，A項(xiàng)錯(cuò)誤.因?yàn)檩斔凸β室欢?，由可知，?dāng)輸送的電壓增為原來(lái)的20倍時(shí)，電流減為原來(lái)的，所以B項(xiàng)正確.C項(xiàng)中，R是輸電線的電阻，而U是輸送的總電壓，R與U不對(duì)應(yīng)，所以PI2R計(jì)算，不易出錯(cuò)，從B項(xiàng)中已經(jīng)知道電流減為原來(lái)的，若P不變，則輸電線的電阻可增為原來(lái)的400倍，根據(jù)，在電阻率、長(zhǎng)度不變的條件下，那么導(dǎo)線的橫截面積可減小為原來(lái)的，即導(dǎo)線的直徑減為原來(lái)的，所以D項(xiàng)正確。答案：BD3解析：升壓變壓器副線圈的電壓取決于電源的電壓，由題意知電源的電壓是不變的，因此A項(xiàng)不正確；由于用電高峰期時(shí)，負(fù)載增加，總負(fù)載的電阻變小，則降壓變壓器副線圈的電流變大，由理

8、想變壓器的原理知，降壓變壓器原線圈上的電流也變大，在輸電線路上的電流也變大，輸電線路上的電壓損失變大，則B項(xiàng)是正確的；由于輸電線路上的電壓損失多了，剩余在降壓變壓器原線圈的電壓就少了，由理想變壓器的原理得，降壓變壓器的副線圈的電壓變小了，所以C項(xiàng)不正確；由于降壓變壓器到用戶間的電流變大了，由UIR得，在線路上的電壓損失就增大了，D項(xiàng)是正確的。答案：BD4解析：，.答案：B5解析：用1不是輸電導(dǎo)線電阻R的電壓，輸電導(dǎo)線電阻R的電壓為U1U，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確.C、D兩項(xiàng)中的電流是輸電導(dǎo)線的電流，故C、D兩項(xiàng)正確.答案：A6解析：，P用PPP(1PL/U2S).則正確.答案：D7解析：鐵芯中磁通量

9、變化率最大時(shí)，輸出電壓最大，Um，得()m0.14 Wb/s.答案：C8解析：節(jié)約的電功率即為普通電路輸電時(shí)損耗的電功率，線I2R502×0.4 W1 000 W，故節(jié)約的電功率為1 kW，A項(xiàng)正確.答案：A9解析：發(fā)電機(jī)的輸出電壓：U1250 V，升壓變壓器的原線圈電流：400 A，輸電線上的功率損失：P損P1×5%，P下標(biāo)損I線2R，所以輸電線上的電流：I線25 A.升壓變壓器的匝數(shù)比為，升壓變壓器副線圈兩端的電壓為：16×250 V4 000 V，輸電線上的電壓損失為：U損I線R25×8 V200 V，降壓變壓器原線圈兩端的電壓為：U3U2U損3

10、800 V，降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為：.答案：116 1901110解析：此輸電線路圖如下水力發(fā)電站的發(fā)電功率Qgh×103×20×10×5×50% W5×105 W輸電線上損失的功率.PP×5%5×105××104 W，PI2·r得I50 A，所以1×104 V， ，U3U2U104Ir104 V500 V9 500 V.所以答案： 11解析：(1)示意圖如下圖所示:(2)升壓變壓器次級(jí)的輸出電壓：10×220 V2 200 V；升壓變壓器次級(jí)輸出電流：；

11、升壓變壓器初級(jí)輸入電流，由PI1U1得：A200 A，A20 A；輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為：URI2R20×0.2 V4 V，PRI22R202×0.2 W80 W0.08 kW.加到降壓變壓器初級(jí)上的輸入電流和電壓為：I3I220 A，U3U2UR(2 2004) V2 196 V.降壓變壓器次級(jí)的輸出電流和電壓為：×2 196 V219.6 V，10×20 A200 A；用戶得到的功率為:P4I4U4200×219.6 W43.92 kW；(3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為：URI1R200×0.2 V40 V，用戶得到的電壓為：U1U1UR(22040) V180 V，用戶得到的功率為:PI1U1200×180 W36 kW.答案：(1)見(jiàn)解析圖 (2)219.6 V 43.92 kW (3)180 V 36 kW12解析：UIR線較大，致使末端用戶得到的電壓遠(yuǎn)低于額定電壓(有時(shí)才160 V)，到了過(guò)節(jié)的時(shí)候，各家用電器增多，