2018-2019学年高中物理 第五章 交变电流 第5节 电能的输送课时作业 新人教版选修3-2

第5节 电能的输送随堂检测1下列关于减少远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是()A因为热功率P，所以应降低输电电压，增大输电导线的电阻，才能减少输电导线上的热损耗B因为热功率PIU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减少输电导线上的热损耗C因为热功率PI2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减少输电导线上的热损耗D以上说法均不正确解析：选C.不能盲目套用公式，要注意其物理意义，在求热损耗时可以用P损IR线或用P热U线I线，也可用P，但U必须为输电导线两端的电压故选项C正确2(2018江苏东台创新学校月考)如图所示是远距离输电的示意图，下列说法正确的是()Aa是升压变压器，b是降压变压器Ba是降压变压器，b是升压变压器Ca的输出电压等于b的输入电压Da的输出电压等于输电线上损耗的电压解析：选A.远距离输电先升压，后降压，选项A正确，选项B错误；由于输电线上有电压损耗，故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损耗的电压之和，选项C、D错误3如图所示为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n4n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL2R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压解析：选D.设A、B端所加电压为U.由欧姆定律知，通过A2表的电流大小I2.通过升压变压器升压后输出电压UU，降压变压器获得电压为UI12RUI12R，灯泡L1两端电压为，则通过灯泡L1的电流为.故由变压器电流变化规律得A1表的电流大小I1.又因为n1n42R，所以I1I2，故灯泡L1亮度更大，选项B错误；由于I1B.U3，所以，故A正确，B错误5(2018安徽池州江南中学月考)如图所示，发电机输出功率为100 kW，输出电压为U1250 V，用户需要的电压为U4220 V，两变压器之间输电线的总电阻为R线10 ，其他电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4%，试求：(变压器是理想的)发电机输出电流和输电线上的电流大小？解析：输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率P线4%P出4 kW 又P线IR线 输电线电流I2I320 A 原线圈中输入电流I1 A400 A.答案：400 A20 A 课时作业一、单项选择题1下列关于高压直流输电的说法，正确的是()A高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D直流输电，用户可以直接得到直流电解析：选B.现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交流，D错误；变压器只能对交流起作用，对直流不起作用，A错误；在输电功率大、输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，当然电阻对直流和交流是同样有影响的，B正确，C错误2远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则()A输电线上的电压损失增大B输电线上的电能损失增大C输电线上的电压损失不变D输电线上的电能损失减少到原来的解析：选D.在输送功率一定时，由I知，电压提高到n倍，则电流变为原来的，电压损失减为原来的，故A、C错误；由P损I2R知，功率损失减为原来的，故B错误，D正确3(2018福建莆田二十四中月考)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输出电流减小D输电线上损耗的功率增大解析：选D.由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据PUI可知输电线上的电流I线增大，根据U损I线R，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3U2U损可得，降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故B错误根据P损IR，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故D正确根据电流与匝数成反比可知，降压变压器的输入电流增大，则输出电流也增大，故C错误4(高考福建卷)如图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uUmsin t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()A()B()C4()2()2r D4()2()2r解析：选C.升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1；由变压关系可得 ，则U2；因为输送电功率为P，输电线中的电流为I2，则输电线上损失的电功率为PI(2r)，故选项C正确5远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的，则输电电压应为()A100U0 B.U0C. D.解析：选B.设线路电阻为r，损失功率为PI2r，线路电流为I，解得P，则P，当P为原来的时，U0U0，选项B正确6照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些这是因为用电高峰时()A总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小解析：选C.照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器多，总电阻变小，供电线路上的电流变大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，C正确7(2018海南华侨中学月考)在远距离输电时，在输送的电功率和输电线电阻都保持不变的条件下，输电的电压为U1时，输电线上损失的功率为P1；输电的电压为U2时，输电线上损失的功率为P2 .则U1 U2为()A. B.C. D. 解析：选A.输送的功率一定，由PUI知，IP/U，则P损I2RR，知输电线上损失的电功率与电压的平方成反比，则，故A正确，B、C、D错误二、多项选择题8(2018湖北沙市中学月考)供电电路的电源的输出电压为U1，线路导线上的电压为U2，用电器得到的电压为U3，导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，若要计算线路上的损失功率，可用的公式有()A BI(U1U3) CI2R D解析：选BCD.U1不等于线路上的电压，A错误；线路导线上的电压为U2U1U3，导线中电流为I，线路上的损失功率PUII(U1U3)，B正确；导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，线路上的损失功率PI2R，C正确；线路导线上的电压为U2，线路导线的总电阻为R，线路上的损失功率P，D正确9一台发电机最大输出功率为4 000 kW、输出电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()AT1原、副线圈电流分别为1103A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105V和220 VCT1和T2的变压比分别为150和401D有6104盏灯泡(220 V，60 W)正常发光解析：选ABD.远距离输电的电路如图所示，在升压变压器原线圈中由PU1I1，得原线圈中电流为1103 A，在远距离输电线路中由PIR线得T1副线圈中电流为20 A，故选项A正确；在远距离输电线路中由PU2I2和I线I2得U22105 V，由UI线R线，UU2U3可得T2原线圈电压为1.8105 V，由于灯泡能正常发光，故T2副线圈电压为220 V，故选项B正确；由变压器变压特点知变压比与匝数成正比，故可得T1变压比为150，而T2的变压比为9 00011，故选项C错误；正常发光时每盏灯的功率为60 W，由90%PNP额，可得N6104盏，故选项D正确10为消除高压输电线上的冰，假设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，热消耗功率为P损；除冰时，输电线上的热功率需要变为9P损，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9IC输电电压为3UD输电电压为U解析：选AD.输电线上损失的功率为P损I2R线R线，由该式可知要使P损增大为原来的9倍，输电电流应变为原来的3倍或输电电压变为原来的，故选项A、D正确三、非选择题11某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为U1.0103 V，假如输电线的总电阻R10 ，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U用户380 V.(1)画出输电线路的示意图；(标明各部分的符号)(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？(使用的变压器是理想变压器)解析：(1)画出电路如图所示(2)I1500 AP损5%P5%5105 W2.5104 WP损IR，I2 50 AI3 A1.25103 A所以.答案：(1)见解析图(2)11025112发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为125，输电导线中的电功率损失为输入功率的4%.(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流(2)求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压(3)计算降压变压器的输出功率解析：根据题意，画出输电线路图(1)对升压变压器，根据公式，有U2U1250 V6 250 VI2 A16 A.(2)因为PIR，P0.04P1所以R 15.625 ，因为UU2U3I2R，U3U2I2R(6 2501615.625) V6 000 V.(3)P4P1P0.96P10.96100 000 W96 000 W.答案：(1)6 250 V16 A(2)15.625 6 000 V(3)96 000 W9