人教版物理选修3-2 第5章第五节知能优化训练

1111(2009年高考广东卷)如图554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554A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少电路的发热损耗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：选ABD.根据PI2R可知，在电流I一定的情况下，减小电阻R可以减少电路上的电能损失，而R，所以增大输电线横截面积S可减小电阻R，A正确；由输送电功率PUI，得输电线损失电功率P线I2RR，可见减小输电电流可减小电路发热损耗，在输送电压一定时，输送的电功率P越大，电能损失越大，B正确，C错误；高压输电并不一定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设备上的困难，所以D正确2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：选C.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3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，C正确4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P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，则输电电压应为()A100 U0 B. U0CU0/10 DU0/100解析：选B.设线路电阻为r，损失功率为P损I2r，线路电流为IP/U0解得P损P2r/U则P损当P损为原来的时，U0U0选项B正确5通过相同材料的导线向同一用户输送10 kW的电功率，如在输送电压为110 V和220 V两种情况下导线上损失的电能相同，那么这两种情况下输电线的截面积之比为多少？解析：P损I2R线()2R线，所以S，由于输送的电功率和P损都相同，且两地距离不变即l相同，材料也相同，所以S1S241.答案：41一、选择题1发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是()A. B.CI2R DI(U1U2)解析：选BCD.输电线上损耗的功率P损I2RU/RIU损，而U损U1U2，故B、C、D正确2水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300 V送电，则线路损失可降为()A3.3 kW B1.1 kWC30 kW D11 kW解析：选B.由PUI，PI2R可得：PR，所以当输送电压增大为原来3倍时，线路损失变为原来的，即P1.1 kW.3(2010年高考江苏卷)在如图555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()图555A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：选CD.对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U1U2n1n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由PUI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗UI2R线增大，功率损耗PIR线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确4输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()AU1U2 BU21U22CU22U21 DU2U1解析：选C.由PUI得输电线中的电流I，输电线上损失的功率P损I2R()2R.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P损1P损2U22U21.5(2009年高考山东卷)某小型水电站的电能输送示意图如图556所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()图556A.B.C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：选AD.由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率P出P损P入，故D正确.，因为U1200 VU4220 V，U2U3U2U线，故，选项A正确6为消除高压输电线上的凌冰，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，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)()A输电电流为3 I B输电电流为9 IC输电电压为3 U D输电电压为U解析：选AD.输电线上的热耗功率P线I2R线，热耗功率由P变为9 P，则电流I变为3 I，选项A正确输电功率P不变，由PUI，电流变为3 I，输电电压为U，选项D正确7在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为，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()AP BPCP用P DP用P(1)解析：选BD.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用户得到的电功率为P用PPP(1)8远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是()A输电线上的电功率损失是原来的1/n；B输电线上的电功率损失是原来的1/n2；C输电线上的电压损失是原来的1/n；D输电线上的电压损失是原来的n倍解析：选BC.由PUI知，当输送的功率P一定时，电压升高为原来的n倍时，输电电流IP/UP/(nU)I.又P线I2R线，所以输电线上的功率损失P损(I)2R线P损，即B正确，A错误输电线上的电压损失U损IR线IR线U损，C正确，D错误9(2009年高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000 kW，电压为4000 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103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105 V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.T1原线圈的电流为I1A1103 A，输电线上损失的功率为P损IR10%P1，所以I2 A20 A，选项A对；T1的变压比为；T1上副线圈的电压为U250U12105 V，T2上原线圈的电压为U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，选项B对；T2上原、副线圈的变压比为，选项C错；能正常发光的灯泡的盏数为：N6104(盏)，选项D对二、非选择题10有一理想变压器原、副线圈的匝数比为1001，原线圈上所加电压为23 kV，副线圈通过总电阻为2 的供电导线向用户供电，用户用电器得到的电压是220 V，求供电导线上损耗的功率解析：设原线圈上所加电压为U1，匝数为n1，副线圈上两端电压为U2，匝数为n2，有 副线圈两端通过导线向用户供电，设用户电压为U3，导线上的电压为U4，有U2U3U4导线上损失功率为P由式得P(U1U3)2/R W50 W.答案：50 W11(2011年开封高二检测)一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 .(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，用户得到的电压是多少？解析：(1)输电线上的电流强度为IA50 A，输电线路损耗的功率为P损I2R5025 W12500 W12.5 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为IA4 A，用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR(500045)V4980 V，根据可知，用户得到的电压为U2U14980 V226.4 V.答案：(1)12.5 kW(2)226.4 V12小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 ，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器输电电路图如图557所示，求：图557(1)输电线上的电流(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比解析：(1)输电线上功率损失：P5%P15%24.5 kW1225 W，又因为PIR线，所以，输电线上的电流为：I2A17.5 A.(2)升压变压器原线圈上的电流I1P1/U124.5 kW/(350 V)70 A，升压变压器原、副线圈的匝数之比为n1n2I2I117.57014.(3)输电线上电压损失：UI2R线U2U3，降压变压器输入电压：U3U2UU1I2R线(435017.54)V1330 V.降压变压器原、副线圈的匝数之比为n3n4U3U用133022013322.答案：(1)17.5 A(2)14(3)13322111