高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流第四节 远距离输电课后作业题

A级　合格达标

1.（多选）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

B.输电线上的电功率损失是原来的

C.输电线上的电压损失是原来的

D.输电线上的电压损失是原来的n倍

解析：由P＝UI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I′＝＝＝I；又P损＝I2R线，所以输电线上的功率损失P′损＝R线＝P损，即B正确.输电线上的电压损失U′损＝I′R线＝IR线＝U损，C正确.

答案：BC

2.如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知甲的变压比为500∶1，乙的变流比为200∶1，并且已知电压表两端的电压为220 V，通过电流表的电流为5 A，则输电线的输送功率为（　　）

A.1.1×102 W　　　　 B.1.1×104 W

C.1.1×106 W   D.1.1×108 W

解析：已知变压比为500∶1，电压表示数为220 V，故传输电压为U＝220×500 V＝1.1×105 V；已知变流比为200∶1，电流表示数为5 A，故传输电流为I＝5×200 A＝1 000 A；故电功率为P＝UI＝1.1×105 V×1 000 A＝1.1×108 W，故D正确.

答案：D

3.如图所示为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（　　）

A.升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备的功率无关

B.输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定

C.当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大

D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

解析：变压器的输入功率、输入电流的大小是由用户消耗的功率大小决定的，A、B项错误；用户的总电阻减小，根据P＝，输电电压不变，消耗的功率增大，输电线上的电流增大，再根据P损＝I2R，因此线路损失功率增大，C项正确；升压变压器的输出电压等于在输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器输入电压，D项错误.

答案：C

4.（多选）高压直流输电与高压交流输电相比（　　）

A.高压直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗

B.高压直流输电所需的设备比高压交流输电所需的设备经济

C.高压直流输电技术简单

D.高压直流输电主要用于联系非同步运行的交流系统

解析：稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗，A正确；高压直流输电技术的要求高，所需的换流设备制造难价格高，B、C错误；高压直流输电主要用于联系非同步运行的交流系统，D正确.

答案：AD

5.如图所示，在远距离输电电路中，升压和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变，电表均为理想电表.若用户的总功率减小，则下列说法正确的是（　　）

A.电压表V1示数减小，电流表A1减小

B.电压表V1示数增大，电流表A1减小

C.电压表V2示数增大，电流表A2减小

D.电压表V2示数减小，电流表A2减小

解析：根据＝得电压表V1两端的电压U1不变；根据P出＝U1I1得通过电流表A1的电流I1将减小，根据＝得通过电流表A2的电流I2将减小，降压变压器原线圈两端的电压U＝U1－I1R线将增大，根据＝得电压表V2两端的电压U2增大，综上可知C正确.

答案：C

6.远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（　　）

A.＝   B.I2＝

C.I1U1＝IR   D.I1U1＝I2U2

解析：根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、＝.U2不是加在R两端的电压，故I2≠，而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和，选项D正确.

答案：D

B级　等级提升

7.有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（　　）

A.P2变大，P3变大   B.P1变小，P2变小

C.U2变小，U3变小   D.U2变小，U4变大

解析：当用户消耗的电功率变大时，由于是理想变压器，则P3也会变大，由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，故A正确，B错误；线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以U3变小，U4变小，故C、D错误.

答案：A

8.分别用220 V和1 100 V的电压输电，输送电功率相同，导线材料和送电距离也相同，若要输电线路上的功率损失也相同，则所用导线的横截面积之比是（　　）

A.25∶1   B.5∶1

C.1∶5   D.1∶25

解析：设导线的电阻率为ρ，导线的横截面积为S，导线总电阻为R，送电距离为L，输电电压为U，输电线中电流为I，输送功率为P，则由P＝UI得I＝，输电损失的电功率为ΔP＝I2R，R＝ρ，联立可得ΔP＝·ρ.由题意，P、L、ρ、ΔP相等，则有S1∶S2＝U∶U＝1 1002∶2202＝25∶1.

答案：A

9.（多选）远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，图中点2处是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想变流电表，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定，当K由2改接为1时，下列说法正确的是（　　）

A.电压表读数增大

B.电流表读数增大

C.电流表读数减小

D.输电线上损失的功率减小

解析：K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增多，根据U1∶U2＝n1∶n2，可知输电电压U2升高，所以输电线电压增大，所以最终降压变压器的输出电压变大，电压表测路端电压示数变大，A正确；电压表示数增大，电流增大，所以电流表的示数增大，B正确，C错误；电流表示数增大，输电线损失功率增大，D错误.

答案：AB

10.（多选）在如图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（　　）

A.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：由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，A错误；在电能输出过程中有I＝，U线＝IR线，U3＝U2－U线，因P变大，I变大，所以U线变大，所以降压变压器初级电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由P损＝R线，因P变大，所以P线变大，C正确；根据＝＝，因P变大，所以比值变大，D正确.

答案：CD

11.某小型水力发电站的发电输出功率为5×104 W，发电机的输出电压为250 V，输电线总电阻R线＝5 Ω.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器.设用户所需电压为220 V，不计变压器的损失（g取10 m/s2）.

（1）求输电线上的电流；

（2）升、降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？

（3）可供多少盏“220 V　40 W”的白炽灯正常工作？

解析：（1）输电线中，由P损＝IR线，

得I2＝＝20 A.

（2）由P＝U2I2，得U2＝ V＝2.5×103 V，

对升压变压器：＝＝＝，

对降压变压器：U3＝U2－IR线＝（2 500－20×5） V＝2 400 V，

 又U4＝220 V，故＝＝.

（3）n＝＝1 200（盏）.

答案：（1）20 A　（2）　（3）1 200