高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电能的输送优秀练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电能的输送优秀练习题，共8页。试卷主要包含了输电线上的电压和功率损失，远距离高压输电过程的分析与计算等内容，欢迎下载使用。
3.4 电能的输送课中练一、输电线上的电压和功率损失1. 如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r（在图中把导线电阻集中画为r）。那么：(1)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(3)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？2. 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦．(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？3. 远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当k由2改接为1时，下列说法不正确的是（   ）
 A. 电压表读数增大 B. 电流表读数减小C. 灯泡的实际功率在减小 D. 输电线上损失的功率减小4. 特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为∆P，到达B处时电压下降了∆U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P′，到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则（　　）A. ∆P′=∆P B. ∆P′=∆P C. ∆U′=∆U D. ∆U′=∆U5. 在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2。下列关于P1和P2的表达式中正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 二、远距离高压输电过程的分析与计算6. 某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。（1）结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系（发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计）．（2）若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？
 7. 一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：(1)升压变压器副线圈两端的电压；(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。  8. 发电机的端电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户.（1）画出全过程的线路图；（2）求用户得到的电压和功率；（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压.      9. 如图是一套模拟远距离输电装置示意图，图中变压器为理想变压器，电表为理想交流电表。升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，输电线的总电阻为r，降压变压器输出端接阻值相等的电阻R1、R2，当电键S闭合时，下列说法中正确的有（　　）
 A. 电压表V1、V2示数均变大 B. 电流表A示数变大C. 交变电源输出功率增大 D. 远距离输电的效率增大
参考答案1. 【答案】(1)U－Ir；(2)不相等；(3)见解析【解析】 (1)用户两端的电压U′＝U－ΔU＝U－r＝U－Ir(2)不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和；(3)由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因功率损失表达式ΔP＝I2r＝r所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U。2. 【答案】（1） （2）1.25×108W， （3）2×107W，【解析】（1）由P=UI，输电线上的电流 ；
（2）输电线上损失的功率为P损=I2R=（2.5×103）2×20W=1.25×108W，
它占输出功率的比例为： ，
（3）若将电压升高至50万伏，输电线上的电流输电线上损失的功率为P损=I2R=（103）2×20W=2×107W
它占输出功率的比例为：3. C【解析】理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系．

B.发电站输出功率P1和发电站输出电压U1是不变的，k接到1后，升压变压器副线圈匝数n2增多，根据知电压U2升高，所以输电线电压增大，由于输送功率不变，所以电流减小，即电流表示数变小，选项B正确；D.损失功率，电流减小，所以损失功率减小，选项D正确；A.损失电压，电流减小，所以减小，所以最终降压变压器的输出电压变大，电压表测路端电压，电压表示数变大，选项A正确；C. 灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率在增大，选项C错误。本题选不正确的，故选C。4. AD【解析】输电线上损失的功率ΔP＝( )2·r损失的电压ΔU＝·r当输送电压变为原来的2倍，损失的功率变为原来的 ，即ΔP′＝ΔP损失的电压变为原来的，即ΔU′＝ΔU故选AD。5. AC【解析】输电线上的电流输电导线的电阻输电线上损耗的电功率为用户得到的电功率为故选AC。6. 【解析】（1）第一个回路：P1＝U1I1第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝IR线＋P3，I2＝I3第三个回路：P4＝U4I4（2）＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4.7. 【答案】(1)2500V；(2)60kW，440kW；(3)10：1【解析】输电线路原理图如图所示(1)升压变压器副线圈两端的电压U2==2500V(2)输电导线上的电流I2==200A输电导线上的功率损失P损=I22r线=60kW用户得到的功率P用=P1－P损=440kW(3)输电导线上的电压ΔU=I2r线=300V降压变压器原线圈两端的电压U3=U2－ΔU=2200V降压变压器原、副线圈的匝数比为10∶18. 【答案】(1)略    　(2)219.6 V    　43.92 kW     (3)36 kW，180 V【解析】（1）根据题意画出线路图如图所示：（2）根据 ,计算得出升压变压器的输出电压为:
 则输电线上的电流为:,损失的功率为: .输电线上损失的电压为:
则降压变压器输入电压为:根据 ,得用户得到的电压为:
用户得到的功率为:（3）若不经过变压而直接送到用户,电流为:用户得到的功率:用户得到的电压为:9. BC【解析】AB．升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，当电键S闭合时，降压变压器输出端的电阻减小，输出的总功率增加，因此电流增加，又因为升压变压器的输入端的电压不变，由可知电压表不变，设降压变压器原线圈的电压为。则可知降低，因此变小，A错误B正确；C．由电流表A示数变大，则升压变压器的输入端的电流变大，则交变电源输出功率增大，C正确；D．由于传输过程中电能的损失增加，远距离输电的效率减小，D错误。故选BC。