高中物理人教选修3-2全部配套课时作业：5.5《电能的输送》

1111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PU2/R，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，故A、B错，导线上功率的损失为发热损失，即PI2R，故C正确。答案：C2如图1为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是()图1A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P损I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R知，A正确。二是减小输电电流，B正确。若输电电压一定，由PUI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P损I2R越大，C错误。电压越高，对输电线路绝缘性能的要求越高，变压器的要求相应提高，线路修建费用会多很多，D正确。答案：ABD3(2012天津高考)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为()A.，B()2R，C.， D()2R，解析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，副线圈输出电压为kU，输出电流IP/kU，线路损耗的电功率为P1I2R()2R。若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，副线圈输出电压为nkU，输出电流IP/nkU，线路损耗的电功率为P2I2R()2R。P2/P1，选项D正确，A、B、C错误。答案：D4发电机的路端电压为U，经电阻为r的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P，则()A输电线上的电流为B输电线上的功率损失为C用户得到的功率为P()2rD用户得到的电压为解析：由题知，其供电原理如图所示，输电电流I，输电线功率损失PI2r()2r，电压损失UIr，用户功率PPPP()2r，用户电压UUUUIr。答案：AC5“西电东送”工程中为了减少输电损耗，必须提高输电电压。从洪家渡水电站向华东某地输送电的功率为106 kW，输电电压为100万伏，输电线电阻为100 ，若采用超导材料作为输电线。则可以减少输送损耗功率为()A1010 W B108 WC1010 kW D108 kW解析：输电线电阻R100 时，电线损功率P线()2R()2100 W108 W105 kW，用超导材料作为输电线R0，则P线0。答案：B6某变电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到220 kV输电，下面选项正确的是()A因I，所以输电线上的电流增为原来的20倍B因I，所以输电线上的电流减为原来的C因P，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的解析：由PI2R()2R知，PP，C错。本题I，故A错。若P不变，则RP，R400R，由电阻定律可得：dd，D错，选B。答案：B7用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比S1S2为()A. B.C()2 D()2解析：由输送的电功率PIU，损失的电功率PI2R，得PR。由题意知，R1R2，由此得，因为R，所以。答案：C8某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW。现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为2.0105 AB输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kWD输电线上损失的功率为PU2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻解析：输电线上输送的电流为I输6 000 A，A选项错误。输电线上由电阻造成的损失电压U损I输R线6000 A2.5 1.5104 V，B选项正确。若输电电压为5 kV，则输电线上损失的功率不可能大于输电总功率3106 kW，C选项错误，P中，U应当为输电线上损失的电压，D选项错误。答案：B9某电站，输送的电功率为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？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，因此效率60%，输电线上的电流可由IP/U计算，为I100 A，而输电线损耗功率可由PrI2r计算，其中Pr4 800/24 kW200 kW，因此可求得r20 。(2)输电线上损耗功率Pr()2r，原来Pr200 kW，现在要求Pr10 kW，计算可得输电压应调节为U22.4 kV。答案：(1)60%20 (2)22.4 kV10输送4.0106 W的电能，若发电机输出电压为2 000 V，选用变压器升压后应用横截面积为4.25 cm2的铜导线，把电能送到400 km远处，线路损耗的功率为5.0105 W。求：(1)应选用匝数比为多少的升压变压器；(2)若已知铜的电阻率1.7108 m，在用户方使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大。解析：求升压变压器的匝数比，必须求出该变压器副线圈两端的电压，因变压器均为理想变压器，即上述副线圈输送给线路的功率仍是4.0106 W，关键是求出输电线上的电流，问题就迎刃而解了。(1)由PI2R得I，式中P为线路损耗功率，R为线路总电阻，两条导线总电阻R，则R1.7108 32 所以I125 A因为P输入P输出，所以在升压变压器副线圈两端的电压为U23.2104 V故。(2)设U2为降压器变压原线圈两端的电压，则U2U2IR2.8104 V。答案：(1)116(2)2.8104 V111