2025版高中物理第五章5電能的輸送練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE5-5電能的輸送1.(2024·江蘇南京期中)遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采納高壓輸電.我國(guó)正在探討用比330kV高得多的電壓進(jìn)行輸電.采納高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是(C)A.可提高用戶端電壓B.可依據(jù)須要調(diào)整溝通電的頻率C.可削減輸電線上的能量損失D.可加快輸電的速度解析:采納高壓輸電減小了輸電電流,可削減能量損失,但不能變更交變電流的頻率和輸電速度,用戶端電壓由降壓變壓器確定,故選項(xiàng)C正確.2.某用電器離供電電源的距離為l,線路上的電流為I.若要求線路上的電壓降不超過(guò)U.已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ,那么該輸電導(dǎo)線的橫截面積的最小值是(C)A.ρlIU B.I2ρ C.2ρlI解析:因?yàn)閷?dǎo)線的總長(zhǎng)度為2l,所以電壓降U=IR=Iρ2lS,解得S=3.(2024·安徽蕪湖檢測(cè))如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖,若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變,則下列敘述中正確的是(C)A.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān)B.輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比確定C.當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí),輸電線上損失的功率增大D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓解析:變壓器的輸入功率、輸入電流的大小是由次級(jí)負(fù)載消耗的功率大小確定的,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;用戶用電器總電阻減小,據(jù)P=U24.遠(yuǎn)距離輸電中,當(dāng)輸送的電功率為P,輸送電壓為U時(shí),輸電線上損失的電功率為ΔP,若輸送的電功率增加為4P,而輸電線中損失的電功率減為ΔPA.32U B.16U C.8U D.4U解析:依據(jù)題意知ΔP=(PU)2·r,14ΔP=(4PU')5.(多選)如圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電電路,兩志向變壓器的線圈匝數(shù)n1=n4<n2=n3,A1,A2,A3為相同的志向溝通電流表.當(dāng)a,b端接入低壓溝通電源時(shí),則(AC)A.A1,A3的示數(shù)相等B.A1,A2,A3的示數(shù)相等C.A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)D.A2的示數(shù)大于A3的示數(shù)解析:因?yàn)镮1I2=n2n1,I3I4=n4n3,n1=n4<n2=n3,故I1>I2,I4>I3,即A1的示數(shù)大于A2的示數(shù),A2的示數(shù)小于A3的示數(shù);又I6.(2024·湖北宜昌檢測(cè))“西電東送”工程中,為了削減輸電損耗,必需提高輸電電壓.從西部某電站向華東某地區(qū)輸送的電功率為106kW,輸電電壓為1000kV,輸電線電阻為100Ω.若改用超導(dǎo)材料作為輸電線,則可削減輸電損耗的功率為(A)A.105kW B.104kWC.106kW D.103kW解析:輸電電流I=PU,輸電線路損失的電功率P損=I2R=(PU)2R=1×105kW;當(dāng)改用超導(dǎo)輸電時(shí),就不損失電能,因此削減的輸電損耗就等于P7.(2024·江西景德鎮(zhèn)檢測(cè))某發(fā)電站的輸出功率為104kW,輸出電壓為4kV,通過(guò)志向變壓器升壓后向80km遠(yuǎn)處用戶供電.已知輸電線的電阻率為ρ=2.4×10-8Ω·m,導(dǎo)線橫截面積為1.5×10-4m(1)升壓變壓器的輸出電壓;(2)輸電線路上的電壓損失.解析:(1)導(dǎo)線電阻r=ρ2lS=2.4輸電線路損失功率為輸出功率的4%,則4%P=I2r代入數(shù)據(jù)得I=125A由志向變壓器P入=P出及P=UI得輸出電壓U=PI=107125V=8(2)輸電線路上電壓損失U′=Ir=125×25.6V=3.2×103V.答案:(1)8×104V(2)3.2×103V8.(2024·湖南岳陽(yáng)檢測(cè))關(guān)于高壓直流輸電,下列說(shuō)法正確的是(A)A.高壓直流輸電系統(tǒng)在輸電環(huán)節(jié)是直流B.變壓器能實(shí)現(xiàn)直流電和溝通電的轉(zhuǎn)換C.穩(wěn)定的直流輸電存在感抗和容抗引起的損耗D.直流輸電時(shí),要考慮電網(wǎng)中的各臺(tái)溝通發(fā)電機(jī)的同步運(yùn)行問(wèn)題解析:直流輸電在發(fā)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)是溝通,而輸電環(huán)節(jié)是直流,A正確;換流器的功能是實(shí)現(xiàn)溝通電和直流電的轉(zhuǎn)換,B錯(cuò)誤;穩(wěn)定的直流輸電不存在感抗和容抗引起的損耗,不須要考慮電網(wǎng)中的各臺(tái)溝通發(fā)電機(jī)的同步運(yùn)行問(wèn)題,C,D錯(cuò)誤.9.(2024·江蘇徐州檢測(cè))(多選)為消退高壓輸電線上的凌冰,有人設(shè)計(jì)了這樣的融冰思路:利用電流的熱效應(yīng)除冰.若在正常供電時(shí),高壓線上送電電壓為U,電流為I,熱耗功率為P;除冰時(shí),輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P,則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)(AD)A.輸電電流為3I B.輸電電流為9IC.輸電電壓為3U D.輸電電壓為13解析:輸電線上的熱耗功率P線=I2R線,熱耗功率由P變?yōu)?P,則電流由I變?yōu)?I,選項(xiàng)A正確.輸電功率P不變,由P=UI,電流變?yōu)?I,輸電電壓為1310.(2024·江西贛州檢測(cè))如圖所示,某發(fā)電機(jī)輸出功率是100kW,輸出電壓是250V,從發(fā)電機(jī)到用戶間的輸電線總電阻為8Ω,要使輸電線上的功率損失為5%,而用戶得到的電壓正好為220V,則升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比分別是(C)A.16∶1190∶11 B.1∶1611∶190C.1∶16190∶11 D.16∶111∶190解析:輸電線損失功率P損=100×103×5%W=5×103W,所以,輸電線電流I2=P損R總=25A,升壓變壓器原線圈電流I1=P總U1=400A,故升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=I2I1=116.升壓變壓器副線圈兩端電壓U2=n2n1U1=4000V,輸電線損失電壓U損=I11.(2024·安徽合肥檢測(cè))如圖所示,(甲)是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖,(乙)是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變更的圖象,則(D)A.用戶用電器上溝通電的頻率是100HzB.發(fā)電機(jī)輸出溝通電的電壓有效值是500VC.輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比確定D.當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí),輸電線上損失的功率減小解析:由ut圖象可知,溝通電的周期T=0.02s,故頻率f=1T=50Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;溝通電壓的最大值Um=500V,故有效值U=Um2=2502V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比確定,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí),副線圈上的電流減小,依據(jù)I1I212.如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為志向變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1,n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umaxsinωt的溝通電源,若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為(C)A.(n1n2)Umax2C.4(n1n2)2(PUmax)2r D.4(n2n解析:由瞬時(shí)值表達(dá)式知,原線圈電壓的有效值U1=Umax2,依據(jù)志向變壓器的電壓規(guī)律可得U1變壓器的輸入功率等于輸出功率得P=I2U2,輸電線上損失的電功率P損=I22·2r,聯(lián)立可得P損=4(n1n2)213.某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站,發(fā)電機(jī)輸出功率為9kW,輸出電壓為500V,輸電線的總電阻為10Ω,允許線路損耗的功率為輸出功率的4%,求:(1)村民和村辦小企業(yè)須要220V電壓時(shí),所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少?(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)干脆輸送,村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少?解析:(1)建立如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電模型.由線路損耗的功率P線=I線2R可得I線=P線R線=9又因?yàn)镻輸出=U2I線,所以U2=P輸出I線U3=U2-I線R線=(1500-6×10)V=1440V,依據(jù)志向變壓器規(guī)律n1n2=U1U2=5001500=所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別是1∶3和72∶11.(2)若不用變壓器而由發(fā)電