高中物理选修32课时作业2655电能的输送Word文件下载.docx
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B.输电线上的电流将变为原来的三分之一
C.输电线上损失的电功率将变为原来的三分之一
D.输电线上损失的电功率将变为原来的九分之一
[答案] BD
[解析] 高压输电不改变交流电的频率，A错误；
根据I＝
可知，输电线上的电流变为原来的三分之一，B正确；
输电线上损失的电功率ΔP＝I2r，变为原来的九分之一，C错误，D正确.
3.（2018·
大连市高二下学期期末）某发电站采用高压输电向外输送电能，若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R.则（ ）
A.输电线上的电压为UB.输电线上的电流I＝
C.输电线上损失的功率P＝
D.输电线上损失的功率P＝
2R
[答案] D
[解析] 输送的总功率为P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上的电流I＝
，输电线上的电压UR＝IR＝
，A、B错误；
输电线上损失的功率P＝I2R＝
2R，C错误，D正确.
4.（多选）为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：
利用电流的热效应除冰.若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热损耗功率为ΔP；
除冰时，输电线上的热损耗功率需要变为9ΔP，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（ ）
A.输电电流为3IB.输电电流为9I C.输电电压为3UD.输电电压为
U
[答案] AD
[解析] 高压线上的热损耗功率ΔP＝I2R线，若热损耗功率变为9ΔP，则9ΔP＝I′2R线，可得I′＝3I，A正确；
输送功率不变，即P＝UI＝U′I′，得U′＝
U，D正确.
5.（多选）（2018·
聊城市高二下学期期末）如图2所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则（ ）
图2
A.用户端的电压为
B.理想变压器的输入功率为I12r
C.输电线路上损失的电功率为I1U
D.当用户消耗的功率增大时，输电效率将下降
[解析] 根据变压器原理：
U1I1＝U2I2，得U2＝
，A正确；
理想变压器的输入功率为U1I1＝UI1－I12r；
输电线路上损失的电功率为I12r，B、C错误；
当用户消耗的功率增大时，输电线上的电流增大，发电厂的输出功率P增大，输电效率η＝
×
100%＝
100%，所以输电效率随着发电厂输出功率P的增大而减小，D正确.
考点二 远距离高压输电线路的分析与计算
6.图3为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
图3
A.
·
B.
C.4r
2
2D.4r
[答案] C
[解析] 原线圈两端电压的有效值U1＝
，根据
＝
可得U2＝
，又因为T是理想变压器，所以副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝
，输电线上损失的电功率为P′＝I2·
2r＝4r
2，所以C正确，A、B、D错误.
7.（多选）某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220
sin（100πt）V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11Ω的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
图4
A.通过R0的电流有效值是20A
B.降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1
C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率
[解析] 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为
V＝220V，负载电阻为11Ω，所以通过R0的电流的有效值是20A，故A正确；
因为降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压之比为4∶1，故B正确；
由于输电线有电阻，导致降压变压器T2的输入电压低于升压变压器T1的输出电压，故C错误；
由于输电线上电阻消耗功率，所以升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率，故D正确.
8.（2018·
德州市高二下学期期末）如图5所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；
右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项错误的是（ ）
图5
A.若用户消耗的功率增大，I2随之增大
B.若用户消耗的功率增大，U4随之增大
C.U2＝U3＋I2r
D.U1I1＝I22r＋U4I3
[答案] B
[解析] 若用户消耗的功率增大，则I3会变大，则由变压器匝数比等于电流比的倒数可知，I2随之增大，输电线r上的电压变大，则U3减小，U4减小，选项A正确，B错误；
由串联电路的特点可知：
U2＝U3＋I2r，选项C正确；
由能量关系可知：
U1I1＝I22r＋U3I2＝I22r＋U4I3，选项D正确.
9.（多选）图6甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时其阻值变小.电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）.未发生火情时，升压变压器的输入功率为750kW.下列说法中正确的是（ ）
图6
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B.未发生火情时，远距离输电线路损耗功率为180kW
C.当R2所在处发生火情时，电压表V的示数变大
D.当R2所在处发生火情时，输电线上的电流变大
[解析] 由题图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，变压器不改变交流电的频率，A正确；
由题图乙知升压变压器输入电压的有效值为250V，根据升压变压器变压规律知副线圈两端电压为25000V，所以输电线中的电流为I＝
＝30A，输电线路损失的电压为ΔU＝IR＝30×
100V＝3000V，输电线路损耗功率为ΔP＝IΔU＝90kW，B错误；
当R2所在处发生火情时其阻值减小，副线圈中电流增大，根据降压变压器变流规律知输电线上的电流变大，输电线上的分压增大，降压变压器两端的电压变小，根据降压变压器变压规律和串联分压，R1两端电压增大，故电压表V的示数变小，C错误，D正确.
10.（多选）（2018·
枣庄市第八中学高二下学期期末）如图7所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变.现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光.则下列说法正确的是（ ）
图7
A.仅闭合开关S，灯L1会变亮
B.仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C.仅将滑片P下移，电流表的示数会变大
D.仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
[答案] BC
[解析] 闭合S，则消耗功率增大，T2副线圈中电流增大，T2原线圈中电流也增大，则输电线r上损失的电压和功率增大，则T2输入电压UT2初＝UT1次－Ir减小，灯泡两端电压UT2次减小，故灯泡会变暗，故A错误，B正确；
仅将滑片P下移，T1副线圈匝数增大，则输出电压增大，T2的输入电压增大，灯泡两端电压也增大，T2副线圈中电流变大，则T2原线圈中电流变大，则输电线r消耗的功率会变大；
变压器T1副线圈中电流变大，则原线圈中电流也变大，即电流表的示数会变大，故C正确，D错误.
二、非选择题
11.某发电站通过燃烧煤来发电.发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120kW，输出电压是240V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25，输电线的总电阻为10Ω，用户需要的电压为220V.则：
（1）输电线上损失的电功率为多少？
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？
[答案]
（1）4000W
（2）290∶11
[解析] 画出输电线路图如图所示
（1）根据理想变压器的变压规律
得输电电压U2＝
U1＝
240V＝6000V
输电电流I2＝
A＝20A
输电线上损失的电功率
ΔP＝I22r＝202×
10W＝4000W.
（2）输电线上损失的电压
ΔU＝I2r＝20×
10V＝200V
降压变压器原线圈两端的电压U3＝U2－ΔU＝6000V－200V＝5800V
根据理想变压器的变压规律得
.
12.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图8所示的风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
图8
（1）画出此输电线路的示意图；
（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）用户得到的电功率.
[答案]
（1）见[解析]图
（2）1∶20 240∶11 （3）96kW
[解析]
（1）如图所示
（2）输电线因发热而损失的功率P损＝P×
4%＝100kW×
4%＝4kW.
输电线电流I2＝
A＝20A.
升压变压器输出电压U2＝
V＝5×
103V.
升压变压器原、副线圈匝数比：
电压损失U损＝I2R线＝20×
10V＝200V.
降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝4800V.
降压变压器原、副线圈匝数比
（3）用户得到的电功率P用＝P－P损＝96kW.
13.（2018·
三明市高二下学期期末）北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念，作为北京奥运会主场之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统在有太阳照射时的直接输出功率为1×
105W，该发电系统的输出电压为250V，现向远处输电，示意图如图9，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶16，求：
图9
（1）输电线损耗的电功率；
（2）若用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比.
[答案]
（1）5000W
（2）
[解析]
（1）升压变压器原线圈中的电流I1＝
得I1＝400A
根据理想变压器的电流规律
得
升压变压器副线圈中的电流I2＝25A
输电线上损耗的电功率ΔP＝I22r＝5000W
（2）升压变压器副线圈两端的功率P2＝U2I2
解得U2＝4000V
输电线上损失的电压ΔU＝I2r＝200V
降压变压器原线圈两端的电压U3＝U2－ΔU＝3800V
根据理想变压器的变压规律，得降压变压器原、副线圈的匝数比
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