電能的輸送+計算題專練 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

遠距離輸電計算題專練1．為應對“新型冠狀病毒”冬季可能爆發(fā)的流行態(tài)勢，某醫(yī)療組織準備籌建“方艙”醫(yī)院。為做好疫情防控供電準備，供電部門為醫(yī)院設(shè)計的供電系統(tǒng)輸電電路簡圖如圖所示，發(fā)電機的矩形線框ABCD處于磁感應強度大小的水平勻強磁場中，線框面積，匝數(shù)匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動，并與升壓變壓器的原線圈相連，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：20，降壓變壓器的副線圈接入到醫(yī)院供電，兩變壓器間的輸電線等效電阻，變壓器均為理想變壓器。當發(fā)電機輸出功率時，電壓表的示數(shù)為250V，額定電壓為220V的醫(yī)療設(shè)備正常工作。求：(1)線圈轉(zhuǎn)動角速度大??；(2)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比。2．小型水電站是指裝機容量25000kW及以下的水電站和配套的地方供電電網(wǎng)。某山區(qū)小型水電站的輸電網(wǎng)線圖如圖所示，發(fā)電機的輸出功率P1=6400kW，輸出電壓U1=250V，用戶需要的電壓U4=220V，輸電線總電阻R線=8Ω。若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的5%，求：（1）輸電線中的電流I3；（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。3．如圖所示，理想變壓器有兩個副線圈，L1、L2是兩盞規(guī)格為“8V10W”的燈泡，L3、L4是兩盞規(guī)格為“6V12W”的燈泡，當變壓器的輸入電壓為U1＝220V時，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光．如果原線圈的匝數(shù)n1＝1100匝，求：(1)副線圈n2、n3的匝數(shù)；(2)電流表的讀數(shù)．4．如圖所示，一小型發(fā)電機通過升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶，已知發(fā)電機的輸出功率P=50kW，輸出電壓U1=500V，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:10，兩個變壓器間的輸電導線的總電阻R=60Ω，降壓變壓器的輸出電壓U4=220V，變壓器本身的損耗忽略不計，求：（1）升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2.（2）輸電線上損耗的電功率.（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3:n4.5．發(fā)電機的輸出電壓為，輸電線總電阻為，為了減小損耗采用了高壓輸電。在發(fā)電機處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器，其中，用戶獲得電壓，用戶獲得的功率，若不計變壓器損失的能量，求：（1）高壓輸電線中的電流強度；（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；6．如圖1所示，一個小型水力發(fā)電站，發(fā)電機輸出電壓U0＝315V，內(nèi)電阻可以忽略不計，最大輸出功率為Pm＝30kW，它采用高壓輸電，在發(fā)電機端用升壓變壓器，在用戶端用降壓變壓器，且不計變壓器和用戶線路的損耗，已知用戶變壓器的降壓比為40：1，輸電線總電阻r線＝2.0Ω。設(shè)居民區(qū)所有用電器都是額定電壓U用＝220V的白熾燈，額定總功率為P用＝22kW，不計燈絲電阻隨溫度的變化。（1）當全部用戶電燈正常發(fā)光時，輸電線上損耗的功率多大？（2）若采用直接輸電，如圖2所示，當居民區(qū)的電燈全部使用時，電燈兩端的實際電壓是多少伏？發(fā)電機實際輸出的電功率多大？7、農(nóng)網(wǎng)改造前，某偏遠山區(qū)學校由小型發(fā)電機發(fā)電，通過升壓變壓器和降壓變壓器供電，輸電線路如圖所示。升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶6，降壓變壓器的匝數(shù)比為6∶1，兩變壓器間輸電線的總電阻為R＝2Ω，其余導線電阻均不計。全校共啟用了33間教室，每間教室有6盞相互并聯(lián)的“220V40W”燈泡，要求所有燈都正常發(fā)光，求：(1)兩個變壓器之間輸電線上損失的電壓；(2)發(fā)電機的輸出電壓和輸出功率。8、特高壓輸電是中國高效遠距離輸電的一種重要方式。在某段特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中,發(fā)電機組輸出電壓為10kV,利用理想升壓變壓器將電壓升至1000kV的特高壓后輸送,到達用電區(qū)后,經(jīng)過降壓處理再輸送給工廠或用戶。已知輸送總功率為400萬千瓦,輸電線上損耗的功率占總功率的4%。求:(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比;(2)輸電線的電阻。9、如圖甲為某中小型水力發(fā)電站遠距離輸送單相交流電示意圖,每根導線電阻為4Ω,遠距離輸電線的輸送電流為100A,若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示,輸入功率為960kW,在用戶端起點接有交流電壓表,變壓器均為理想變壓器,求:(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比;(2)設(shè)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為40∶1,用戶端交流電壓表的示數(shù);(3)若用戶端全是照明用電,能使多少盞“220V,20W”的節(jié)能燈正常發(fā)光?甲乙10、如圖所示，用一小型交流發(fā)電機向遠處用戶供電，已知發(fā)電機線圈abcd匝數(shù)N=100匝，面積S=0.03m2，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω=100πrad/s，勻強磁場的磁感應強度B,輸電時先用升壓變壓器將電壓升高，到達用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降下來后供用戶使用，輸電導線的總電阻為R10，變壓器都是理想變壓器，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n410：1，若用戶區(qū)標有“220V，8.8kW”的電動機恰能正常工作.發(fā)電機線圈電阻r不可忽略。求：(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值Em；(2)輸電線路上損耗的電功率P；(3)若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1：n21：8，交流發(fā)電機線圈電阻r上的熱功率與輸電線上損耗的電功率之比。11、利用太陽能電池這個能量轉(zhuǎn)換器件將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)稱為光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流供電方式有其局限性，絕大多數(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)均采用交流供電方式．有一臺內(nèi)阻為1Ω的太陽能發(fā)電機，供給一個學校照明用電，如圖10所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻R＝4Ω，全校共22個班，每班有“220V40W”的電燈6盞．若全部電燈都正常發(fā)光，求：(1)發(fā)電機的輸出功率為多大？(2)發(fā)電機的電動勢為多大？(3)輸電效率為多少？(4)若使燈數(shù)減半并正常發(fā)光，發(fā)電機的輸出功率又為多大？12、圖甲為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=1∶l00，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n3∶n4=10∶1，遠距離輸電線的總電阻r＝100Ω．若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為P1=750kW．求：(1)輸電線路損耗功率△P；(2)用戶端電壓U4．13．某村通過水電站發(fā)電對用戶供電，輸電線路如圖所示，已知發(fā)電機的輸出電壓為500V，輸出功率為9kW，用變壓比(原、副線圈匝數(shù)比)為1∶3的理想變壓器升壓后向遠處送電，輸電導線的總電阻為10Ω.到達用戶后再用變壓比為72∶11的理想變壓器降壓后供給用戶，求：（1）輸電線上損失的電壓和電功率；（2）用戶得到的電壓和電功率．14．發(fā)電機輸出功率為P＝50kW，輸出電壓＝500V，用戶需要的電壓＝220V，連接升壓變壓器和降壓變壓器的輸電線電阻為R＝3Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的0.6%，試求：（1）用戶得到的電功率是多少？（2）輸電線中的電流和輸電線上損失電壓分別是多少？（3）在輸電線路中的升壓、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比分別是多少？15．如圖甲為某中小型水力發(fā)電站遠距離輸送單相交流電示意圖，每根導線電阻為4Ω，遠距離輸電線的輸送電流為100A，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為960kW，在用戶端起點接有交流電壓表，求：(1)升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比；(2)設(shè)降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比40∶1，求用戶端交流電壓表的示數(shù)；(3)若用戶端全是照明用電，能使多少盞“220V、20W”的節(jié)能燈正常發(fā)光？16．如圖所示為某發(fā)電廠向遠處用戶輸電的示意圖，已知發(fā)電機的輸出功率為P＝100kW，發(fā)電機端電壓為U1＝250V，向用戶送電的輸電線總電阻R線＝10Ω。現(xiàn)要使輸電線上的功率損失為輸送功率的1%，用戶得到的電壓又正好是220V，不考慮其他方面的損耗，則所用的變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少。17．一交流發(fā)電機線圈共1000匝，線圈面積0.2m2