《2018_2019学年高中物理第五章交变电流课时提升作业十一5.5电能的输送新人教版选修3_2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019学年高中物理第五章交变电流课时提升作业十一5.5电能的输送新人教版选修3_2（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 课时提升作业课时提升作业 十一十一 电能的输送电能的输送 40 40 分钟分钟 100100 分分 一 选择题 本题共 8 小题 每小题 7 分 共 56 分 1 多选 2018 揭阳高二检测 对于电能输送的以下说法 正确的是 A 输送电能的基本要求是可靠 保质 经济 B 减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C 减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积 D 实际输电时 要综合考虑各种因素 如输送功率大小 距离远近 技术和经济要求等 解析 选 A D 减小输电线上功率损失和电压损失的两个途径 一是减小电阻 可以采用 电阻率较小的导线或增大导线横截面积 二是减小电流 可以
2、降低输送功率或提高输送电压 由上可知 B C 均错误 2 多选 2018 厦门高二检测 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 B 输电线上的电功率损失是原来的 1 2 C 输电线上的电压损失是原来的 1 D 输电线上的电压损失是原来的 n 倍 解析 选 B C 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 倍时 由于 P UI 输电线上的电流为原来的 所以输电线上的电压损失 U损 IR 即是原来的 选项 C 正 1 1 确 D 错误 再由 P损 I2R 可知输
3、电线上的电功率损失是原来的 选项 B 正确 A 错误 1 2 3 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 高很多的电压进行 输电 采用高压输电的优点是 A 可节省电线的铜材料 B 可根据需要调节交流电的频率 2 C 可减少输电线上的能量损失 D 可加快输电的速度 解析 选 A C 当输入电功率一定时 设为 P P IU I 是输电电流 U 是输电电压 设输电导 线电阻为 R 则输电线上的损耗为 P耗 I2R R 要减小损耗有两条途径 增大输电电压 U 和 2 2 减小输电线电阻 输电距离是一定的 要减小输电线电阻只能靠增大电线横截面积 这样就多 用材料 如果采
4、用更高的电压输电 就不用加粗导线 亦可换用铝等电阻率稍大 但价格低廉 的材料 由 P UI 可知 增大电压 则输电电流减小 由 P损 I2R 可得 P损减少 原 副线圈中 电流的频率总是相等的 变压器不改变交流电的频率 故 A C 正确 4 2018 太原高二检测 一个小水电站输出电功率为 20 kW 输电线总电阻为 0 5 如果先用 400 V 的电压送电 后改用 2 000 V 电压输电 则输电电压提高后输电线上损 失的电功率的变化情况是 A 减少 50 W B 减少 1 200 W C 减少 7 68 106 W D 增加 7 68 106 W 解析 选 B 根据电能的输送公式 得 P1
5、 R P2 R 得 P1 P2 1200 W 所以选 1 2 2 2 项 B 正确 补偿训练 输电线的电阻为 r 输送的电功率为 P 用电压 U 输送电 则用户得到的功率 为 A P B P C P U2r D 2 2 2 2 解析 选 B 输电线路上的电流 I 输电线上消耗的功率 P I2r 用户得到的功率 2 2 P用 P P P 故 B 正确 A C D 错误 2 2 5 一交流发电机输出电压为 u Umsin t 加在匝数比为 1 n 的理想升压变压器的原线圈上 变压器的副线圈通过总电阻为R的输电线向用户供电 若发电机的输出功率为P 则输电线上 消耗的功率为 3 A B C D 2 2
6、 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 解析 选 A 据题意 变压器副线圈上的电压为 即 U2 nUm 1 2 1 2 2 1 1 2 2 则输电线上的电流为 I2 那么输电线上损失的功率为 P R 故选项 2 2 22 2 2 2 2 A 正确 6 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 3 106 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 0 105A B 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C 若改用 5 kV 电压输电 则输电线上损失的功率为 9 108 kW D 输电线上损失的功率
7、为 P U 为输电电压 r 为输电线的电阻 2 解析 选 B 输电线上输送的电流为 I输 6 000 A A 选项错误 输电线 输 输 3 106 500 上由电阻造成的损失电压 U损 I输 R线 6 000 A 2 5 1 5 104 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 3 106 kW C 选项错误 P 2 中 U 应当为输电线上损失的电压 D 选项错误 总结提升 输电电压和线损关系的分析关键 1 明确电源 输送和用户三个回路 2 分清输送电压 U2和线损电压 U 3 理解输电功率 P输 U2I2 线损功率 P线 UI2 R 2 2 7 通
8、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 4 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 2 1 A B 2R 1 1 C D 2R 1 2 1 2 解析 选 D 根据变压器的变压规律 得 k nk 所以 U1 kU U2 nkU 根据 P UI 知 1 2 匝数比为 k 和 nk 的变压器副线圈的电流分别为 I1 I2 根据 P I2R 知 输 1 2 电线路损耗的电功率分别为 P1 R 2R P2 R 2R 所以 选项 D 正确
9、 2 1 2 2 2 1 1 2 选项 A B C 错误 8 多选 一台发电机最大输出功率为 4 000 kW 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R 1 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 A T1原 副线圈电流分别为 103 A 和 20 A B T2原 副线圈电压分别为 1 8 105 V 和 220 V C T1和 T2的变压比分别为 1 50 和 40 1 D 有 6 104盏灯泡 220 V
10、60W 正常发光 解析 选 A B D 根据题意画出输电线路示意图如图所示 对升压变压器有 P1 U1I1 可知 I1 103 A 由输电线上消耗的功率 P R线 400 kW 可知 输电 2 2 线上电流为 I2 20 A A 项正确 T1的变压比为 n1 n2 I2 I1 1 50 根据 P U2I2得 U2 2 105 V 输电线上电压 U线 I2R线 20 000 V 则变压器 T2的输入电压为 U3 U2 U线 1 8 105 V 又灯 泡正常发光 可知T2的输出电压U4为220 V B项正确 T2的变压比为n3 n4 U3 U4 1 8 105 5 220 C 项错误 降压变压器的
11、输入功率等于输出功率 U3I3 60 W n 解得 n 6 104 D 项正确 二 非选择题 本题共 2 小题 共 44 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注 明单位 9 20 分 某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电 当发电厂输出的功率为 P0时 额 定电压为 U 的用电设备消耗的功率为 P1 若发电厂用一台升压变压器 T1先把电压升高 仍通 过原来的输电线供电 到达用电设备所在地 再通过一台降压变压器 T2把电压降到用电设备 的额定电压供用电设备使用 这样改变后 当发电厂输出的功率仍为 P0 用电设备的数量可 增加 其总功率增加至P2 试求所用升压变压器T1的原线圈与副
12、线圈的匝数比以及降压变 1 2 压器 T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少 3 4 解析 设输电线的电阻为 R 当发电厂直接向用电设备供电时 输电线中的电流为 I1 则有 P1 I1U P0 P1 R 2 1 解得 I1 R U2 1 0 1 2 1 设降压变压器 T2的输入电流为 I2 输出电流为 I2 则有 P2 I2U P0 P2 I2 2R 由此得 I2 I2 2 0 2 1 0 2 0 1 故降压变压器 T2原线圈匝数 N3与副线圈匝数 N4之比 3 4 2 2 2 1 0 1 0 2 升压变压器 T1的原线圈匝数 N1与副线圈匝数 N2之比 1 2 2 1 0 2 0 1 答案 0
13、 2 0 1 2 1 0 1 0 2 10 24 分 某发电厂发电机的输出功率为 P 100 kW 发电机端电压为 U 250 V 向远处送电的 输电线的总电阻 R 8 要使输电线上的功率损失不超过输送功率的 5 用户得到的电压又 正好是 220 V 则 1 应该怎样安装变压器 画出输电线路的示意图 2 所用的变压器的原 副线圈的匝数比是多少 6 解析 1 只要安装一台升压变压器和一台降压变压器 输电线路示意图如图所示 2 由题意知 P损 5 P 0 05 100 103 W 5 103 W 设输电线路中的电流为 I 则 P损 I2R 代入数值得 I 25 A 输送电压为 U2 V 4 000
14、 V 100 103 25 所以对升压变压器有 1 2 1 2 250 4 000 1 16 输电线上损失的电压为 U线 IR 200 V 所以降压变压器原线圈两端的电压为 U3 U2 U线 3 800 V 即对降压变压器有 3 4 3 4 3 800 220 190 11 所以升压变压器的原 副线圈的匝数比为 1 16 降压变压器的原 副线圈的匝数比为 190 11 答案 1 见解析 2 升压变压器 1 16 降压变压器 190 11 总结提升 远距离输电问题的解题技巧 在求解与远距离输电有关问题时 会涉及较多的物理量 常发生同类物理量之间相互混淆的 现象 因此 弄清楚各物理量间的关系是解决
15、此类问题的关键 1 画出远距离输电的电路图 并将已知量和待求量写在电路图的相应位置 2 以变压器为界将输电线路分为三个独立的回路 每个回路都可以用欧姆定律 串并联电路 的特点 电功和电功率的公式计算 联系各个回路的桥梁是原 副线圈的电压与匝数的关系 电流与匝数的关系以及输入功率与输出功率的关系 能力挑战区 7 1 某电站输送电压为 U 5 000 V 输送功率为 P 500 kW 这时安装在输电线路的起点和终点的 电能表一昼夜里读数相差 4 800 kW h 即 4 800 度电 求 1 输电线的电阻 2 若要使输电损失功率降到输送功率的 1 6 电站应使用多高的电压向外输电 解析 1 因为两
16、地的电能表读数之差即为线路损失的电能 由此可求线路损失的功率 P损 200 kW 4 800 24 又由 P损 I2R R 2 得 输电线的电阻 R U2 5 0002 20 损 2 200 000 500 0002 2 要使输电损失的功率降到输送功率的 1 6 则有 P损 500 kW 1 6 8 kW 而 P 损 I 2R R 2 得输送电压 U P 500 000 V 2 5 104 V 损 20 8 000 答案 1 20 2 2 5 104 V 2 如图所示为某隧道备用发电机组 内阻不计 可在应急时对隧道内的照明电路供电 已知从 发电机组输出的电压 经匝数比为n1 n2 1 8的升压变压器升压后 由总电阻r 4 的输电 线送到隧道口 再经匝数比为 n3 n4 8 1 的降压变压器 供给照明电路使用 其他导线电阻 可忽略不计 隧道共 4 排照明电路 每排安装 220 V 40 W 的电灯 110 盏 若要求所有的电 灯都正常发光 试求 1 输电线上的电流多大 2 发电机的输出功率多大 8 3 升压变压器的输入电压多大 解析 1 隧道内用电功率 P4 4 110 40 W 17
