通用版2018-2019版高中物理第3章电能的输送与变压器3.1高压输电原理练习沪科版选修3 .doc

3.1高压输电原理一、选择题考点一降低输电损耗的途径1.(多选)远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比1 000 kV高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是()A.可节省输电线的材料B.可根据需要调节交流电的频率C.可减小输电线上的能量损失D.可加快输电的速度答案AC解析由于远距离输电，往往输送电功率一定，根据PUI，输送电压U越高，则输送电流I越小，据P线I2R知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即R确定，则可减小线路上的能量损耗，故A、C正确；交流电的频率是一定的，不需调节，输电的速度是一定的，故B、D错误.2.远距离输电时，在输送功率不变的条件下()A.增加导线的电阻，可以减小输电电流，提高输电效率B.提高输电电压，可以减小输电电流，提高输电效率C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗D.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流答案B解析在输送功率一定的前提下，P输U输I输，P损IR线，100%，所以选项B正确.3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是()A.由功率P，应降低输电电压，增大导线电阻B.由PIU，应低电压小电流输电C.由PI2R，应减小导线电阻或减小输电电流D.上述说法均不对答案C解析输电时导线上损失的电压UIR，它不同于输电电压，P或PIU中的U应为导线上损失的电压U，故A、B错误；导线上功率的损失为发热损失，PI2R，故C正确.考点二输电线上功率损失问题4.(多选)在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率()A.随输电线电阻的增大而增大B.和输送电压的平方成正比C.和输电线上电压降落的平方成正比D.和输电线中电流的平方成正比答案ACD5.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答案C解析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，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以电灯比深夜时要显得暗，故选C.6.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 ，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A.1 kW B.1.6103 kWC.1.6 kW D.10 kW答案A解析输电线中电流I，输电线上损失功率PI2R线1 kW.7.随着社会发展，人类对能源的需求日益增加，节能变得愈加重要.甲、乙两地采用电压U进行远距离输电，输电线上损耗的电功率为输入总功率的k(0k1)倍.在保持输入总功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用5U的电压输电，若不考虑其他因素的影响，输电线上损耗的电功率将变为输入总功率的()A. B. C.5k D.25k答案A解析设输入总功率为P0，输电线电阻为R，输电电压为U时，输电线电流I1，输电线上损耗的电功率P1IRRkP0，电压为5U时，输电线电流I2，输电线上损耗的电功率P2IRRP0，即输电线上损耗的电功率变为输入总功率的倍.8.(多选)某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是()A.根据公式I，提高电压后输电线上的电流降为原来的B.根据公式I，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C.根据公式P损I2RR，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的D.根据公式P损，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍答案AC解析输电线上电流为I，也可以用I来表示，其中U为输电线上电阻R两端的电压，而不是输送电压，故A正确，B错误；输电线上的功率损失为P损I2RR，C正确；如果用P损，则U应为R两端的电压U，故D错误.9.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()A. B. C.2P D.4P答案A解析在超高压输电中，设输送电功率为P，输电电压为U，输电线总电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P2R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线上损耗的电功率变为原来的，故选A.10.(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P，用户得到的电功率为P用，则P、P用的关系式正确的是 ()A.P B.PC.P用P D.P用P(1)答案BD解析输电线电阻R，输电电流I，故输电线上损失的电功率为PI2R()2用户得到的功率为P用PPP(1).故选B、D.二、非选择题11.用相同材料制成的导线向同一处用户输送10 kW的电功率，在输电电压U1110 V和U2220 V两种情况下，要求输电线中损失的电功率相同，则两种情况下输电导线横截面积之比为_.答案41解析由公式：P损()2R线得，再由R得.12.我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道，云南大朝山在2005年已建成100万千瓦的水力发电站.设电站输电电压为25万伏，则输电线上的电流是_ A.如输电线总电阻为40 ，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为_ kW.如将输电电压升高到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为_ kW.根据以上数据得出你认为合理的输电方法是_.答案41036.41054104提高输电电压解析当输电电压U125万伏时，I1 A4103 A输电线上热功率P热1IR(4103)240 W6.4105 kW当输电电压U2100万伏时，I2 A1103 A输电线上热功率P热2IR(1103)240 W4104 kW由以上计算可知：在输电功率P一定时，输电电压越高，输电线上损失的热功率P热越小，故合理的输电方法是提高输电电压.13.有一个发电站，输送功率为P500 kW，当使用U5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度.求：(1)这时的输电效率和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？答案(1)60%20 (2)22.4 kV解析(1)由于输送功率为P500 kW，一昼夜输送电能EPt12 000度，终点得到的电能E7 200度，因此输电效率100%60%.输电线上的电流I100 A，而输电线损耗功率为P损 kW200 kW，因此可得r20 .(2)输电线上损耗的功率P损()2r，故，P损200 kW，现要使P损10 kW，计算可得输电电压应调节为U22.4 kV.