新教材同步系列2024春高中物理課時分層作業(yè)12遠距離輸電粵教版選擇性必修第二冊

課時分層作業(yè)(十二)遠距離輸電題組一高壓輸電的緣由及電損的計算1．采納220kV高壓向遠方的城市輸電。當輸送功率肯定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的14A．55kV B．110kVC．440kV D．880kV2．(多選)某發(fā)電站采納高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導線的總電阻為R。則下列說法正確的是()A．輸電線上的電流I＝UB．輸電線上的電流I＝PC．輸電線上損失的功率P＝P0D．輸電線上損失的功率P＝U3．(多選)(2024·全國卷Ⅱ)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已勝利駕馭并實際應用了特高壓輸電技術。假設從A處采納550kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達B處時電壓下降了ΔU。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達B處時電壓下降了ΔU′。不考慮其他因素的影響，則()A．ΔP′＝14ΔP B．ΔP′＝12C．ΔU′＝14ΔU D．ΔU′＝124．(多選)(2024·海南瓊海嘉積其次中學高二期末)一臺發(fā)電機輸出功率為1000kW，輸出電壓為1000V，經變壓器T1升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻R＝1kΩ。到目的地經變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V、100W)。若在輸電線路上損耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽視，則()A．T1原、副線圈電流分別為1000A和10AB．T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100C．T2原、副線圈電壓分別為1000V和220VD．有9000盞燈泡正常發(fā)光題組二高壓溝通輸電與高壓直流輸電5．(多選)高壓直流輸電與高壓溝通輸電相比()A．高壓直流輸電不存在感抗和容抗引起的損耗B．高壓直流輸電所需的設備比高壓溝通輸電所需的設備經濟C．高壓直流輸電技術簡潔D．高壓直流輸電主要用于聯(lián)系非同步運行的溝通系統(tǒng)6．下列關于高壓直流輸電的說法，正確的是()A．高壓直流電可以經過變壓器提升電壓后進行輸送B．在輸送過程中直流輸電不考慮輸電線的電感對電流的影響C．在輸送過程中直流輸電不考慮輸電線的電阻對電流的影響D．直流輸電，用戶可以干脆得到直流電題組三遠距離輸電的分析與計算7．如圖所示為遠距離溝通輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一志向變壓器，流入用戶端的電流為I2，則()A．用戶端的電壓為IB．輸電線上的電壓降為UC．志向變壓器的輸入功率為I1D．輸電線路上損失的電功率為I1U8．(2024·浙江7月選考)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機的電壓U1＝250V，經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW，假設兩個變壓器均是志向變壓器，下列說法正確的是()A．發(fā)電機輸出的電流I1＝40AB．輸電線上的電流I線＝625AC．降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11D．用戶得到的電流I4＝455A9．(2024·湖北武漢高二期末)升流器是電力部門和工礦企業(yè)的電器設備做電流負載試驗及溫升試驗的專用設備，其工作原理簡化如圖所示，某次外接調壓器進行伏安特性試驗，升流器第一級T1的自耦線圈滑頭P位于線圈中點，T2為其次級升流器，T1、T2均為志向變壓器，不計線路電阻。當采集負載R的電流值為ab輸入端電流值的20倍時，則其次級升流器T2的匝數(shù)比為()A．1∶5 B．10∶1C．20∶1 D．5∶110．如圖所示，某小型水電站的發(fā)電機輸出電壓為220V，正常狀況下輸出的總功率P0＝8.8×104W，為了削減遠距離輸電過程中的電能損失，往往采納高壓輸電。輸送電壓為u＝11002sin200πt(V)，輸電導線的總電阻為r＝5Ω，現(xiàn)要使額定電壓為220V的用電器正常工作，下列說法中正確的是()A．輸電線上的電流為220AB．降壓變壓器匝數(shù)比n3nC．用電器的額定功率P＝5.6×104WD．用電器上溝通電的頻率是50Hz11．(多選)(2024·山東卷)輸電能耗演示電路如圖所示。左側變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為7.5V的正弦溝通電。連接兩志向變壓器的導線總電阻為r，負載R的阻值為10Ω。開關S接1時，右側變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為10W；接2時，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下推斷正確的是()A．r＝10Ω B．r＝5ΩC．P＝45W D．P＝22.5W12．(2024·四川內江高二階段練習)目前5G技術漸漸走向成熟。一個5G基站單系統(tǒng)功耗為P0＝4kW(基站用電器功率)，信號覆蓋半徑約為r＝100m的圓。如圖所示，某5G基站距離u1＝100kV的主供電線路有肯定的距離，線路電阻為R＝40Ω，線路損耗功率占總功率的20%，變壓器均視作志向變壓器。則：(1)高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(2)假如某市的市區(qū)面積約為S＝100平方公里，要實現(xiàn)該市區(qū)面積5G信號全覆蓋，不計線路損耗，那么，市區(qū)的5G基站運行一天將消耗約多少度電？(π取3，基站個數(shù)N＝Sπ13．三峽水利樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關鍵工程，樞紐限制流域面積為1.0×106km2，占長江流域面積的56%，壩址處年平均流量為Q＝4.51×1011m3。水利樞紐的主要任務包括防洪、發(fā)電、航運三方面。在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機組26臺，總裝機容量(指26臺發(fā)電機組同時工作時的總發(fā)電功率)為P＝1.82×107kW，年平均發(fā)電量約為W＝8.40×1010kW·h，該工程于2009年全部竣工，電站主要向華中、華東電網供電，以緩解這兩個地區(qū)的供電驚慌狀況。閱讀上述材料，回答下列問題(水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2)：(1)若三峽電站上、下游水位差按h＝100m計算，試推導三峽電站將水流勢能轉化為電能的效率η的公式，并計算出效率η的數(shù)值。(2)若26臺發(fā)電機組全部建成并發(fā)電，要達到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電時間t為多少天？(3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，輸送電功率為P＝4.5×106kW，采納超高壓輸電，輸電電壓U＝500kV，而發(fā)電機輸出的電壓約為U0＝18kV，要使輸電線上損失的功率等于輸送電功率的5%，求發(fā)電站的升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比和輸電線路的總電阻。課時分層作業(yè)(十二)1234567891011CBCADABDADBACBCBDA組基礎鞏固練1．C[輸電線上損耗的功率P＝I2r，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的14，電流I要減小為原來的12．BC[輸電線上的電流I線＝P0U＝U線R，故A錯誤，B正確；輸電線上的功率損失P＝I線2R3．AD[若采納550kV的超高壓輸電，輸電線上的功率損耗ΔP＝PU2·r，輸電線路損失的電壓ΔU＝PU·r，若改用1100kV的特高壓輸電，同理有ΔP′＝PU'2·r，ΔU′＝PU'·r，可得Δ4．ABD[由題可知損失功率為P損＝10%P0＝0.1×1000kW＝100kW，由P損＝I22R可得I2＝10A，由P0＝U1I1可得I1＝1000A，故T1原副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝I2∶I1＝1∶100，故A、B正確；，由題意可知U2＝U3＋U損，U損＝I2R，解得U3＝9×104V，由功率關系可得P4＝P3＝P0－P損，解得P4＝900kW，故有N＝P45．AD[穩(wěn)定的直流輸電不存在感抗和容抗引起的損耗，A正確；高壓直流輸電技術的要求高，所需的換流設備制造難，價格高，B、C錯誤；高壓直流輸電主要用于聯(lián)系非同步運行的溝通系統(tǒng)，D正確。]6．B[現(xiàn)代的直流輸電，只有輸電這個環(huán)節(jié)運用高壓直流，發(fā)電、用電及升、降電壓仍舊是溝通，D錯誤；變壓器只能對溝通起作用，對直流不起作用，A錯誤；在輸電功率大、輸電導線橫截面積大的狀況下，對溝通來說，感抗會超過電阻，但電感對直流就不會有影響，當然電阻對直流和溝通是同樣有影響的，B正確，C錯誤。]7．A[志向變壓器輸入和輸出功率相同，設用戶端得到的電壓為U2，則有I1U1＝I2U2，U2＝I1U1I2，選項A正確；輸電線上的電壓降為ΔU＝I1r，或者ΔU＝U－U1，選項B錯誤；志向變壓器的輸入功率為P＝I1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的電功率為Δ8．C[發(fā)電機輸出的電流I1＝PU1＝100×103250A＝400A，選項A錯誤；輸電線上的電流I線＝P線R線＝5×1038A＝25A，選項B錯誤；升壓變壓器的副線圈輸出電壓U2＝PI線＝100×10325V＝4×103V，輸電線損耗電壓ΔU＝I線R＝25×8V＝200V，降壓變壓器的原線圈電壓U3＝U2－ΔU＝3800V，故降壓變壓器的匝數(shù)比n3n4＝U39．B[設ab輸入端電流值為I，由題意可知T1原副線圈匝數(shù)比為2∶1，依據志向變壓器變流規(guī)律可知T2原線圈中電流為2I，而T2副線圈中電流為20I，所以T2的匝數(shù)比為n1n2＝20B組實力提升練10．C[輸送電壓為u＝11002sin200πt(V)，可知輸送電壓的有效值為1100V，輸電線上的電流：I＝P0U＝8.8×1041100A＝80A，故A錯誤；輸電線消耗的電壓：U損＝Ir＝80×5V＝400V，則到達降壓變壓器原線圈的電壓：U3＝U－U損＝1100－400V＝700V，故降壓變壓器的匝數(shù)比n3n4＝U3U4＝700220＝3511，故B錯誤；輸電線損耗的電功率P損＝I2r＝802×5W＝32000W，到達降壓變壓器的電功率：P3＝P－P損＝11．BD[當開關S接1時，左側變壓器次級電壓U2＝3×7.5V＝22.5V，電阻R上的電壓，即右側變壓器的次級電壓U4＝PR＝10V，電流I4＝U4R＝1A，則右側變壓器初級電壓U3＝21×10V＝20V，電流I3＝12×1A＝0.5A，則r＝U2-U3I3＝5Ω，當開關S接2時，設輸電電流為I，則右側變壓器的次級電流為0.5I；右側變壓兩邊電壓關系可知U2-Irn312．解析：(1)由題意可知，總功率P總＝P線路消耗功率ΔP＝P總×20%＝I2R高壓變壓圈副線圈的電壓為U2＝P變壓器原副線圈比列關系為n1n高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是n1n2(2)須要的基站個數(shù)N＝S每個5G基站一天耗電量E0＝P0t全部5G基站的總耗電量E＝NE0全部