2024-2025學(xué)年高中物理第五章第5節(jié)電能的輸送課后達標能力提升練習含解析新人教版選修3-2

PAGE4-電能的輸送(建議用時：40分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】1．下列關(guān)于高壓直流輸電的說法，正確的是()A．高壓直流電可以經(jīng)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解析：選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(dǎo)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．2．下列關(guān)于削減遠距離輸電導(dǎo)線上熱損耗的說法中，正確的是()A．因為熱功率P＝eq\f(U2,R)，所以應(yīng)降低輸電電壓，增大輸電導(dǎo)線的電阻，才能削減輸電導(dǎo)線上的熱損耗B．因為熱功率P＝IU，所以應(yīng)采納低電壓、小電流輸電，才能削減輸電導(dǎo)線上的熱損耗C．因為熱功率P＝I2R，所以可采納減小輸電線電阻或減小輸電電流的方法來削減輸電導(dǎo)線上的熱損耗D．以上說法均不正確解析：選C.不能盲目套用公式，要留意其物理意義，在求熱損耗時可以用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必需為輸電導(dǎo)線兩端的電壓降，故選項C正確．3．(多選)為了消退高壓輸電線上的冰，假設(shè)利用電流的熱效應(yīng)除冰．若在正常供電時，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，輸電線上的熱功率須要變?yōu)?P損，則除冰時(認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損增大為原來的9倍，輸電電流應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍或輸電電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,3)，故選項A、D正確．4．(2024·江蘇東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖所示是遠距離輸電的示意圖，下列說法正確的是()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.遠距離輸電先升壓，后降壓，選項A正確，選項B錯誤；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C、D錯誤．5．遠距離輸電，原來用電壓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削減到原來的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ΔP為原來的eq\f(1,10)時，U′0＝eq\r(10)U0，選項B正確．6．照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的．可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些．這是因為用電高峰時()A．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低B．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小C．總電阻比深夜時小，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，但開的燈比深夜時多，通過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、八點鐘用電高峰時，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)(2024·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(變壓器均為志向變壓器)．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錯誤．【B組素養(yǎng)提升】9．(多選)(2024·湖北黃岡中學(xué)模擬)如圖所示，為了削減輸電線路中的電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠距離輸送，再經(jīng)過變電所將高壓變?yōu)榈蛪海匙冸娝鶎㈦妷簎0＝11000eq\r(2)sin100πt(V)的溝通電降為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.依據(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A正確；溝通電的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，經(jīng)過變壓器后，溝通電的頻率不變，選項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C錯誤；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D錯誤．10．(多選)(2024·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.下列說法正確的是()A．采納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，用戶獲得的電壓將上升解析：選BD.發(fā)電機輸出功率恒定，依據(jù)P＝UI可知，采納高壓輸電可以減小輸電線中的電流，故A錯誤；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錯誤；若P上移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)削減，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志向變壓器)，若發(fā)電機的輸出功率是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因為ΔU＝U2－U3＝I2R線所以U3＝U2－I2R線＝6000V.答案：(1)6250V16A(2)15.625Ω6000V12．北京奧運場館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運”的理念．如圖所示，作為北京奧運會主場館之一的國家體育館“鳥巢”擁有9.1萬個座位，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的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供應(yīng)體育館內(nèi)的照明燈等運用．假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×105W．求：(1)按平均每天太陽照耀6小時計，該發(fā)電系統(tǒng)一年(按365天計)能輸出多少電能？(2)假如輸出電壓250V，現(xiàn)打算向遠處輸電．所用輸電線的總電阻為8Ω，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的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\f(