物理选择性必修 第二册4 电能的输送同步达标检测题

这是一份物理选择性必修 第二册4 电能的输送同步达标检测题，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．关于减小远距离输电线上的功率损失，下列说法正确的是( )
A．由P＝eq \f(U2,R)知，应降低输电电压，增大导线电阻
B．由P＝IU知，应降低输电电压，减小输电电流
C．由P＝I2R知，应减小导线电阻或减小输电电流
D．上述说法均不对
2．远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为ΔP，若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为eq \f(ΔP,4).(输电线电阻不变)则输电电压应增为( )
A．32U B．16U
C．8U D．4U
3．某水电站用总电阻为2.5 Ω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2.0×105 A
B．输电线上电阻造成的电压损失为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为ΔP＝eq \f(U2,r)，U为输电电压，r为输电线的电阻
4．如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I4，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项错误的是( )
A．若用户消耗的功率增大，I2随之增大
B．若用户消耗的功率增大，U4随之增大
C．U2＝U3＋I2r
D．U1I1＝Ieq \\al(2,2)r＋U4I4
5．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
二、多项选择题
6．电能输送的过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失( )
A．与输电线上电压损失的平方成反比
B．与输送电压的平方成正比
C．与输电线上电压损失的平方成正比
D．与输电电流的平方成正比
7．远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法正确的是( )
A．电压表读数变大
B．电流表读数变大
C．电流表读数变小
D．输电线损失的功率减小
8．如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1＝n4A.、的示数相等
B.、、的示数相等
C.的示数大于的示数
D.的示数大于的示数
9．某同学在实验室中研究远距离输电．由于输电线太长，他将每100米导线对折后卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路．第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P1.第二次采用如图所示的电路输电，其中变压器T1与学生电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1:n2，变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2.下列说法正确的是( )
A．前后两次实验都可用于研究远距离直流输电
B．实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失
C．若输送功率一定，则P2:P1＝neq \\al(2,1):neq \\al(2,2)
D．若输送功率一定，则P2:P1＝n1:n2
三、非选择题
10．某小河水流量为4 m3/s，水流下落的高度为5 m．现在利用它来发电，设所用发电机的总效率为50%，(g＝9.8 m/s2)，求：
(1)发电机的输出功率；
(2)若输电导线的总电阻为4 Ω，输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的5%，则需用多大的电压输送电能？
(3)在(2)的条件下，输电导线上的电压损失．
11．如图所示为演示远距离输电的装置，理想变压器T1、T2的原副线圈匝数比分别为1:4和5:1，交流电源的内阻r＝1 Ω，三只灯泡的规格均为“6 V,1 W”，输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光，则交流电源的电动势E为多大？
12.
风力发电作为新能源，近几年来得到了快速发展．如图所示风车阵中发电机的输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线的电阻为10 Ω.若输电线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)用户得到的电功率．
课时作业(十四) 电能的输送
1．解析：输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，用公式P＝eq \f(U2,R)或P＝IU计算功率损失时，U应为导线上损失的电压，故A、B错误；导线上功率的损失为发热损失，即P＝I2R，故C正确．
答案：C
2．解析：由P＝UI知I＝eq \f(P,U)，则输电线上损失的功率ΔP＝I2R＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(P,U)))2R，得输电电压U＝Peq \r(\f(R,ΔP)).若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为eq \f(ΔP,4)，由上式得输电电压U应增为8U.
答案：C
3．解析：当U＝500 kV时，I＝eq \f(P,U)＝eq \f(3×109,5×105) A＝6×103 A，而U损＝Ir＝15 kV，A错误，B正确；输电线上损失的功率不可能比输出功率还大，C错误；ΔP＝eq \f(U2,r)中，U为输电线电阻上的电压，而不是输电电压，D错误．
答案：B
4．解析：若用户消耗的功率增大，根据P＝UI知I4增大，根据eq \f(n3,n4)＝eq \f(I4,I3)可知，I2＝I3随之增大，输电线上损失电压U损＝I2r也增大，所以U3＝U2－U损减小，所以U4随之减小，故A正确，B错误；根据闭合电路欧姆定律可知：U2＝U3＋I2r，故C正确；根据能量守恒可得：U1I1＝Ieq \\al(2,2)r＋U4I4，故D正确．
答案：B
5．解析：由u ­ t图像知，发电机的频率f＝50 Hz.选项A错误；其有效值为U＝eq \f(500,\r(2)) V＝250eq \r(2) V，选项B错误；输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定，选项C错误；当用户用电器的总电阻增大时，其电流将减小，输电线的损失功率也减小，选项D正确．
答案：D
6．解析：输电线上的功率损失ΔP＝I2R，电压损失ΔU＝U－U′＝IR，输电电流I＝eq \f(P,U)，所以ΔP＝I2R＝eq \f(ΔU2,R)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(P,U)))2R.可见在输送功率P一定时，ΔP与(ΔU)2成正比，与U2成反比，与I2成正比．
答案：CD
7．解析：由U2＝eq \f(n2,n1)U1知，当S由2改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，选项B正确，而选项C错误；I线变大时，输电线损失的功率P线＝Ieq \\al(2,线)R变大，选项D错误．
答案：AB
8．解析：因为eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3)，n1＝n4I2，I4>I3，即的示数大于的示数；的示数小于的示数；又I2＝I3，所以I1＝I4，即、的示数相等，选项A、C正确，B、D错误．
答案：AC
9．解析：变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A错误．实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失，故B正确．设输电电压为U1，输送功率为P，第一次实验输电线上的电流I＝eq \f(P,U1)，输电线上损失的功率P1＝I2R＝eq \f(P2,U\\al(2,1))R；第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U2＝eq \f(n2,n1)U1，输电线上的电流I′＝eq \f(P,U2)，输电线上损失的功率P2＝I′2R＝eq \f(P2,U\\al(2,2))R，则eq \f(P2,P1)＝eq \f(U\\al(2,1),U\\al(2,2))＝eq \f(n\\al(2,1),n\\al(2,2))，故C正确，D错误．
答案：BC
10．解析：(1)水由高处流下，重力势能转化为动能，推动水轮机做功，设水的流量为Q，则发电机的输入功率P1＝ρQgh
所以输出功率为P2＝ηP1＝ηρQgh＝50%×1.0×103×4×9.8×5 W＝9.8×104 W.
(2)设输电电压为U，输电线上的电流为I，电阻为R，损失的电功率为P3.由P3＝I2R得
I＝eq \r(\f(P3,R))＝eq \r(\f(5%P2,R))＝eq \r(\f(5%×9.8×104,4)) A＝35 A
由P2＝IU得输电电压
U＝eq \f(P2,I)＝eq \f(9.8×104,35) V＝2.8×103 V.
(3)输电导线上损失的电压为
ΔU＝IR＝35×4 V＝140 V.
答案：(1)9.8×104 W (2)2.8×103 V (3)140 V
11．解析：设变压器T1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，变压器T2的原线圈电压为U3，副线圈电压为U4.通过T1原线圈的电流为I1，输电线中的电流为I2，T2副线圈中的电流为I3.根据题意得：U4＝6 V，而I3＝0.5 A
对T2，由I2n3＝n4I3得：I2＝eq \f(n4,n3)I3＝0.1 A
线路上损失的电压为ΔU线＝I2R线＝1 V
由eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4)得：U3＝eq \f(n3,n4)U4＝30 V
由线路上的电压关系得：U2＝ΔU线＋U3＝31 V
由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)得：U1＝eq \f(n1,n2)U2＝7.75 V
再对T1由I1n1＝I2n2求得：I1＝0.4 A
最后由闭合电路欧姆定律得：E＝I1r＋U1＝8.15 V
答案：8.15 V
12．解析：(1)输电线损失的功率P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW
输电线上的电流I2＝eq \r(\f(P损,R线))＝eq \r(\f(4×103,10)) A＝20 A
升压变压器输出电压U2＝eq \f(P,I2)＝eq \f(100×103,20) V＝5×103 V
升压变压器原、副线圈匝数比eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)＝eq \f(250 V,5×103 V)＝eq \f(1,20)
电压损失U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V
降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝4 800 V
降压变压器原、副线圈匝数比eq \f(n3,n4)＝eq \f(4 800 V,220 V)＝eq \f(240,11).
(2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率
P用＝P－P损＝P(1－4%)＝96 kW.
答案：(1)1:20 240:11 (2)96 kW