2020高中物理 第五章 第5節(jié) 電能的輸送課后達(dá)標(biāo)能力提升練習(xí)（含解析）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE8-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精電能的輸送（建議用時(shí):40分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】1．下列關(guān)于高壓直流輸電的說(shuō)法,正確的是()A．高壓直流電可以經(jīng)過(guò)變壓器提升電壓后進(jìn)行輸送B．在輸送過(guò)程中直流輸電不考慮輸電線的電感對(duì)電流的影響C．在輸送過(guò)程中直流輸電不考慮輸電線的電阻對(duì)電流的影響D．直流輸電，用戶可以直接得到直流電解析：選B?，F(xiàn)代的直流輸電，只有輸電這個(gè)環(huán)節(jié)使用高壓直流,發(fā)電、用電及升、降電壓仍然是交流,D錯(cuò)誤;變壓器只能對(duì)交流起作用，對(duì)直流不起作用，A錯(cuò)誤；在輸電功率大、輸電導(dǎo)線橫截面積大的情況下,對(duì)交流來(lái)說(shuō),感抗會(huì)超過(guò)電阻，但電感對(duì)直流就不會(huì)有影響,當(dāng)然電阻對(duì)直流和交流是同樣有影響的,B正確,C錯(cuò)誤．2．下列關(guān)于減少遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線上熱損耗的說(shuō)法中，正確的是（)A．因?yàn)闊峁β蔖＝eq\f（U2，R)，所以應(yīng)降低輸電電壓，增大輸電導(dǎo)線的電阻，才能減少輸電導(dǎo)線上的熱損耗B．因?yàn)闊峁β蔖＝IU，所以應(yīng)采用低電壓、小電流輸電，才能減少輸電導(dǎo)線上的熱損耗C．因?yàn)闊峁β蔖＝I2R，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸電電流的方法來(lái)減少輸電導(dǎo)線上的熱損耗D．以上說(shuō)法均不正確解析：選C.不能盲目套用公式,要注意其物理意義，在求熱損耗時(shí)可以用P損＝Ieq\o\al（2，線)R線或用P熱＝U線I線，也可用P＝eq\f（U2，R線)，但U必須為輸電導(dǎo)線兩端的電壓降,故選項(xiàng)C正確．3．（多選)為了消除高壓輸電線上的冰，假設(shè)利用電流的熱效應(yīng)除冰．若在正常供電時(shí),高壓線上輸電電壓為U，電流為I,熱消耗功率為P損；除冰時(shí),輸電線上的熱功率需要變?yōu)?P損，則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變）(）A．輸電電流為3IB．輸電電流為9IC．輸電電壓為3UD．輸電電壓為eq\f（1，3）U解析：選AD。輸電線上損失的功率為P損＝I2R線＝eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f（P，U））)eq\s\up12(2)R線，由該式可知要使P損增大為原來(lái)的9倍，輸電電流應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的3倍或輸電電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1，3)，故選項(xiàng)A、D正確．4．（2019·江蘇東臺(tái)創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)是升壓變壓器，b是降壓變壓器B．a(chǎn)是降壓變壓器，b是升壓變壓器C．a(chǎn)的輸出電壓等于b的輸入電壓D．a(chǎn)的輸出電壓等于輸電線上損耗的電壓解析:選A.遠(yuǎn)距離輸電先升壓,后降壓，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于輸電線上有電壓損耗,故a的輸出電壓等于b的輸入電壓與輸電線上損耗的電壓之和，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．5．遠(yuǎn)距離輸電,原來(lái)用電壓U0輸電，在輸電線上損失的電功率為ΔP,現(xiàn)在要使輸電線上損失的電功率減少到原來(lái)的eq\f(1，10),則輸電電壓應(yīng)為(）A．100U0 B．eq\r(10）U0C.eq\f（U0，10) D．eq\f(U0,100）解析：選B.設(shè)線路電阻為r，損失功率為ΔP＝I2r，線路電流為I＝eq\f(P，U0),解得ΔP＝eq\f（P2r,Ueq\o\al(2，0）)，則ΔP∝eq\f(1，Ueq\o\al（2,0))，當(dāng)ΔP為原來(lái)的eq\f(1，10）時(shí)，U′0＝eq\r(10)U0，選項(xiàng)B正確．6．照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的．可是我們?cè)谕砩掀?、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，電燈比深夜時(shí)要顯得暗些．這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r(shí)（）A．總電阻比深夜時(shí)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(shí)大，供電線路上的電流小，通過(guò)每盞燈的電流較小C．總電阻比深夜時(shí)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(shí)多，通過(guò)每盞燈的電流小解析：選C。照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)，用電器多,總電阻變小，供電線路上的電流變大，輸電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，C正確．7．(多選）(2019·湖北沙市中學(xué)月考)供電電路的電源的輸出電壓為U1，線路導(dǎo)線上的電壓為U2,用電器得到的電壓為U3，導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，若要計(jì)算線路上的損失功率,可用的公式有（）A.eq\f（Ueq\o\al（2，1),R) B．I（U1－U3)C．I2R D．eq\f（Ueq\o\al(2,2)，R)解析：選BCD.U1不等于線路上的電壓,A錯(cuò)誤;線路導(dǎo)線上的電壓為U2＝U1－U3,導(dǎo)線中電流為I，線路上的損失功率P＝UI＝I(U1－U3)，B正確；導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R,線路上的損失功率P＝I2R，C正確;線路導(dǎo)線上的電壓為U2,線路導(dǎo)線的總電阻為R，線路上的損失功率P＝eq\f（Ueq\o\al（2，2），R)，D正確．8．(多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V,輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4（變壓器均為理想變壓器）．要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則（)A。eq\f(n2，n1）〉eq\f（n3，n4）B.eq\f（n2,n1）<eq\f(n3,n4)C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析：選AD。由于在輸電線上有電壓和功率的損失，所以升壓變壓器的輸出電壓、輸出功率都大于降壓變壓器的輸入電壓、輸入功率，故C錯(cuò)誤，D正確；由變壓器規(guī)律可知eq\f（n2,n1）＝eq\f（U2，220V），eq\f(n3,n4）＝eq\f（U3，220V），而U2〉U3，所以eq\f（n2,n1)>eq\f（n3，n4)，故A正確，B錯(cuò)誤．【B組素養(yǎng)提升】9．(多選）（2019·湖北黃岡中學(xué)模擬)如圖所示，為了減少輸電線路中的電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過(guò)變電所升壓后通過(guò)遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過(guò)變電所將高壓變?yōu)榈蛪海匙冸娝鶎㈦妷簎0＝11000eq\r(2）sin100πt(V)的交流電降為220V供居民小區(qū)用電，則該變電所變壓器(）A．原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B．原線圈中電流的頻率是50HzC．原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D．輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和解析:選AB.根據(jù)電壓u0＝11000eq\r(2)sin100πt（V）可知降壓變壓器原線圈的電壓為11000V,則eq\f(n1，n2）＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(11000,220）＝eq\f(50,1），選項(xiàng)A正確；交流電的頻率f＝eq\f（ω,2π)＝eq\f（100π,2π）Hz＝50Hz，經(jīng)過(guò)變壓器后，交流電的頻率不變，選項(xiàng)B正確;降壓變壓器中副線圈中的電流大于原線圈中的電流，為了使線圈放出的熱量盡量少,則副線圈導(dǎo)線的電阻應(yīng)小于原線圈導(dǎo)線的電阻，則副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；副線圈中的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和,而原、副線圈中的電流不相等，所以輸入原線圈的電流不等于居民小區(qū)各用電器電流的總和，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．10．(多選）(2019·甘肅臨夏中學(xué)月考)如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖．發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2.下列說(shuō)法正確的是（)A．采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1，n2）＝eq\f（U1,U2）C．輸電線損耗的功率為eq\f（Ueq\o\al(2,2),r）D．將P上移，用戶獲得的電壓將升高解析:選BD.發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，根據(jù)P＝UI可知,采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，故A錯(cuò)誤；升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于輸入電壓和輸出電壓比，eq\f(n1，n2)＝eq\f（U1,U2)，故B正確;U2等于輸電線路上的電壓降與降壓變壓器輸入電壓之和，故C錯(cuò)誤；若P上移,降壓變壓器的原線圈匝數(shù)減少，由以上分析可知,用戶獲得的電壓將增大，故D正確．11．如圖所示,發(fā)電站通過(guò)升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器），若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1∶25，(1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；(2）若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓．解析：(1）對(duì)升壓變壓器，據(jù)公式eq\f(U1，U2）＝eq\f(n1，n2）,有U2＝eq\f(n2,n1）U1＝eq\f（25，1）×250V＝6250VI2＝eq\f(P2，U2）＝eq\f（P1,U2）＝eq\f(100000，6250）A＝16A。（2)P損＝Ieq\o\al(2,2）R線,P損＝0。04P1所以R線＝eq\f(0.04P1，Ieq\o\al（2,2）)＝15.625Ω因?yàn)棣＝U2－U3＝I2R線所以U3＝U2－I2R線＝6000V。答案：(1）6250V16A（2)15。625Ω6000V12．北京奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運(yùn)”的理念．如圖所示，作為北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館之一的國(guó)家體育館“鳥巢”擁有9。1萬(wàn)個(gè)座位,其扇形屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感，還隱藏著一座年發(fā)電量約為98550kW·h的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給體育館內(nèi)的照明燈等使用．假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×105W．求：（1)按平均每天太陽(yáng)照射6小時(shí)計(jì)，該發(fā)電系統(tǒng)一年（按365天計(jì)）能輸出多少電能?(2)假若輸出電壓250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電．所用輸電線的總電阻為8Ω，要求輸電時(shí)在輸電線上損失的電功率不超過(guò)輸送電功率的5%。用戶獲得220V電壓,求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器．解析：(1)P＝1×105W,t＝365×6hE＝Pt＝2。19×105kW·h或E＝7.884×1011J。(2)依題意作出如圖輸電示意圖．升壓變壓器原線圈的電流為I1＝eq\f（P，U1)＝eq\