高二物理课后巩固练习： 第5章 5 《电能的输送》 （新人教版选修3-2）

1115电能的输送一、单项选择题1远距离输电中，当输送电功率为P，输出电压为U时，输电线损失的功率为P，若输送电功率增加为4P，要使输电线损失的功率减为P，那么输电电压应增为( C )A32U B16U C8U D4U解析：P2R，2R联立可得2某用电器离供电电源的距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为，该输电导线的横截面积最小值为( B )A. B. C. D. 解析：UIR，R 联立可解3照明供电电路的路端电压基本上是不变的可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要暗些这是因为此时( C )A总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大D干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流解析：高峰时间并联的用电器多，总电阻小，干路电流大，输电线上损失电压大4在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断：其中正确的是( B )和输送电线上电压降的平方成反比 和输送电压的平方成正比和输送电线上电压降的平方成正比和输送电压的平方成反比A和 B和 C和 D和解析：损失的功率是输电导线上线电阻消耗的功率，由P、P2R判定二、双项选择题5发电厂发电机的输出电压为U1.发电厂到学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率可表示为( BC )A. B.CI2R DI(U2U1)解析：电路上损失的电压为U1U2，由功率定义可得B、C正确6一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等(如图553所示)停电时，用多用电表测得A、 B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( CD )图553API2R BP CPIU DP点评：R不是电路中的总电阻，该电路中还有非纯电阻元件，所以A、B错7在电能输送过程中，若输送的电功率一定，输电线电阻一定时，则在输电线上损耗的电功率( CD )A和输送电线上的电压降的平方成反比B和输送电流的平方成反比C和输送电线上的电压降的平方成正比D和输送电流的平方成正比解析：输电线上损耗的电功率指的输电线上电阻消耗的功率8(2010年江苏卷)在如图554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( CD )图554A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输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：I，U损IR，U3U2U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小；P损2R，因P变大，所以P损变大；，因P变大，所以比值变大9某小水力发电站发电机的输出电压，先通过电站附近的升压变压器升压后，再用输电线路把电能输送到远处的降压变压器降压后，再用线路接到各用户设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较( BC )A升压变压器的副线圈两端的电压变大B高压输电线路的电压损失变大C降压变压器的副线圈中的电流变大D降压变压器的副线圈两端的电压变大解析：用户的增多，使得总电阻减小，干路上的电流增大(即降压变压器输出电流增大)，高压输电线路中的电流增大，使得损失的电压增大，最终用户的电压减小三、非选择题10水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，用2000 V电压输电，线路上损失的功率是2.5104 W，如果改用20 000 V高压输电，线路上损失的功率是多少？解：由PUI，P损I2R得，P损2R.由此可见，线路上的功率与输送电压成反比，所以P损2P损250 W.11发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 .若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比；(2)画出此输电线路的示意图；(3)用户得到的电功率是多少？解：输电线路的示意图如图8所示，输电线损耗功率P线1004% kW4 kW，又P线IR线图8输电线电流I2I320 A原线圈中输入电流I1 A400 A所以则U2U125020 V5000 VU3U2U线(50002010)V4800 V所以用户得到的电功率P出10096% kW96 kW.12一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用电单位输电，要使在发电机满负荷运行时，输电线上损失的功率不超过发电机总功率的4%，求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，理想降压变压器原、副线圈匝数比是多少？解：(1)输电线上的线电阻R线14.4 输电线损耗功率P线1004% kW4 kW，又P线IR线，则输电线电流I250/3 A升压变压器输入电流I1 A200 A所以(2)U2U150012 V6000 VU3U2U线U2I2R线5760 V所以.13在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失有一个坑口电站，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4800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：(1)由于输送功率为P500 kW，一昼夜输送电能EPt12000度，终点得到的电能E7200度，因此效率60%.输电线上的电流可由IP/U计算，得I100 A，而输电线损耗功率可由PrI2r计算，其中Pr4800/24 kW200 kW，因此可求得r20 . (2)输电线上损耗功率Pr2r，原来Pr200 kW，现在要求Pr10 kW ，计算可得输电电压应调节为U 22.4 kV.14如图555所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80104 V的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时变压器的输入功率是多大？图555解：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2.根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有I1U1I2U2当I212 mA时，I1即为熔断电流代人数据，得I10.98 A (2)设副线圈中电流为I210 mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1I2U2代人数据，得P1180 W.15有一台内阻为1 的发电机，供给一个学校照明用电，如图556所示，升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻R4 ，全校共22个班，每班有“220 V40 W”的电灯6盏若保证全部电灯正常发光，求：图556(1)发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？(3)输电效率是多大？解：(1)对降压变压器U2I2U3I3nP灯22640 W5280 W而U24U3880 V所以I2 A6 A对升压变压器U1I1U2I2IRU2I2624 W5280 W5424 W所以P出5 424 W(2)因为U2U2I2R880 V64 V904 V所以U1U2904 V226 V又因为U1I1U2I2所以I14I224 A所以EU1I1r226 V241 V250 V(3)100%100%97%.111