人教版 (2019)选择性必修 第二册电能的输送巩固练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册电能的输送巩固练习，共9页。试卷主要包含了输送电能的基本要求，降低输电损耗的两个途径，电网供电等内容，欢迎下载使用。
考点一、输送电能的基本要求
1．可靠：指供电线路可靠地工作，故障少．
2．保质：保证电能的质量——电压和频率稳定．
3．经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．
考点二、降低输电损耗的两个途径
1．输电线上的功率损失：P＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻．
2．降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．
(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．
考点三、电网供电
1．远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压．
2．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络．
3．电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．
(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡．
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
重难点技巧一、输电线上的电压和功率损失
1．输电线上的电压损失
ΔU＝U－U′＝Ir＝eq \f(P,U)r.
输电线上的功率损失
(1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻．
(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝eq \f(ΔU2,r)，其中ΔU为输电线上的电压损失．
3．减少电压损失和功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻r，根据r＝ρeq \f(L,S)，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
(2)减小输电电流I，根据I＝eq \f(P,U)，在输送功率P一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的eq \f(1,n)，输电线上的功率损耗将降为原来的eq \f(1,n2).
重难点技巧二：解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应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．理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(2)电压关系：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，U2＝ΔU＋U3，eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4).
(3)电流关系：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，I2＝I线＝I3，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3).
(4)输电电流：I线＝eq \f(P2,U2)＝eq \f(P3,U3)＝eq \f(ΔU,R线).
(5)输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝eq \f(ΔU2,R线)＝ΔU·I线．
(6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3.
二：考点题型归纳
题型一：影响输电损耗的因素
1．(2022·全国·高二)下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是( )
A．减小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小电路的发热损耗
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．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
2．(2022·全国·高二课时练习)某水电站发电机的输出功率恒定，用升压变压器将电压升至U后向远处输电，输电电流为I，在用户端用降压变压器将电压降至所需电压、为减小输电线的热功率，下列措施可行的是( )
A．增大输电电流IB．增大输电电压U
C．减少输电时间D．减小输电导线的横截面积
3．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的( )
A．输送电压成正比B．输送电压的平方成正比
C．输电线中的电流成正比D．输电线中电流的平方成正比
题型二：输电线上的电压和功率损失的计算
4．(2022·全国·高二课时练习)如图所示为远距离输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1，在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2，则( )
A．输电线路上损失的电功率为I1UB．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为rD．用户端的电压为

5．(2022·全国·高二课时练习)某发电站将电能输送到工厂通过图示的流程来实现，经测定发电机输出的电压和电流分别为U1和I1，升压变压器输出的电压和电流分别为U2和I2，降压变压器输出的电压和电流分别为U3和I3，R1为两变压器间输电导线的总电阻。下列计算正确的是( )
A．根据欧姆定律： B．对升压变压器一定有U1I1=U2I2
C．两变压器间输电导线的热损耗为 D．电动机的机械功率为U3I3
6．(2022·重庆·高二期末)綦江蟠龙抽水蓄能电站建成投用后，将作为重庆市未来电网中重要的骨干电源。电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器与降压变压器间输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，若发电机的输出电压为U1，用户输入端电压为U4，用户消耗电功率为P，则下列说法正确的是( )
A．通过升压变压器原线圈的电流为 B．输电线上损失的电压为
C．因输电线发热而损失的功率为 D．电路的输电效率为
题型三：用户端功率的改变判断输电线物理量的变化
7．(2022·陕西·长安一中高二期末)如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是( )
A．两互感器均起到降压作用
B．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则线路输送电功率为220kW
C．若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P下移
8．(2022·福建龙岩·高二期末)如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4，升压、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入两个理想交流互感器，图中甲、乙均为理想电表。则下列说法正确的是( )
A．甲为电流表，乙为电压表
B．若电压互感器的读数为220V，电流互感器的读数为5A，则输送功率为1100W
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅增加负载，则U3将增大
D．若保持发电机输出电压U1和负载不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增加
9．(2022·四川省绵阳南山中学高二期末)北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为，通过理想变压器向远处输电，如图，输电线的总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是( )
A．若用户消耗功率减少，则升压变压器输出电压减小
B．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压增大
C．若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为
D．若该发电系统输送功率为，用户获得电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为
题型四：计算用户端用电器的数量
10．(2020·全国·高二课时练习)如图所示，假设一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡()。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )
A．变压器原、副线圈电流分别为10A和20A B．变压器原、副线圈电压分别为和220V
C．变压器和的变压比分别为1：50和40：1 D．有盏灯泡()正常发光
11．(2019·河北·邢台一中高二)小型发电机，输出功率25kW，发电机的输出电压为U=350V，输电线总电阻为r=4Ω．为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，须采用高压输电．设用户所需电压为220 V，则下列判断正确的是
A．升压变压器原副线圈匝数比约为1:6 B．降压变压器原副线圈匝数比约为8:1
C．输电导线上的电压损失约为286 V D．可供593盏“220 V，40 W”的白炽灯正常工作
12．(2022·广东·汕头市潮阳区河溪中学高二期中)如图所示为远距离输电示意图，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，升压变压器的输入功率和输出功率分别为P1、P2，降压变压器的输入功率和输出功率分别为P3、P4，输电线的总电阻R一定。下列说法正确的是( )
A．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都增大
B．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都减小
C．当用户的用电器增多时，P1、P2都会增大，输电线上损失的功率会增大
D．当用户的用电器增多时，P3、P4都会增大，输电线上损失的功率会减小
题型五：升压和降压器中的物理量的计算
13．(2020·山东·青岛二中高二期中)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是( )
A．发电机输出的电流B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比D．用户得到的电流
14．(2022·江苏徐州·高二期末)如图所示为模拟远距离输电电路图，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，其原线圈两端的电压为12V；降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，其副线圈两端的电压为11.5V。远距离输电线路的总阻值为1Ω，两变压器均视为理想变压器。则升压变压器的输入功率为( )
A．24WB．48WC．92WD．96W
15．(2022·浙江·泰顺中学高二期末)如图所示，某水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为。已知输电电流，两条输电线路总电阻，变压器均视为理想变压器，则( )
A．用户得到电功率为95kWB．升压变压器的匝数比
C．降压变压器的匝数比D．发电机的输出的电流
题型六：远距离输电的综合问题
16．(2022·山东·泰安市基础教育教学研究室高二期末)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求
(1)整个输电网络的输电效率(即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比)；
(2)降压变压器的匝数比n3：n4；
(3)若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。
17．(2022·四川雅安·高二期末)如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数，面积，发电机线圈电阻r不可忽略，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。输电导线的总电阻，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作。求：
(1)输电线路上损耗的电功率；
(2)若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r上产生的热功率。
18．(2022·北京朝阳·高二期末)某村庄较远处修建了一座小型水电站．河水的流量，落差h=3.2m。河水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。已知发电机的输出电压，用户需要的电压，两地间输电线的总电阻，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，水的密度。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度。求：
(1)发电机的输出功率；
(2)输电线上通过的电流及降压变压器的输入电压；
(3)升压、降压变压器上原副线圈匝数比及。
三：课堂过关精练
一、单选题
19．(2022·辽宁·东北育才学校高二阶段练习)我国超级电网，将热、水、风、光、核发电及电动汽车电池储能并入电网．如图所示为某小型发电站高压输电示意图．升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和．在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确酌是( )
A．两互感器均起到降压作用
B．若电压表的示数为，电流表的示数为，则线路输送电功率为
C．若保持发电机输出电压和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
D．若发电机输出电压一定，若用户数增加，为维持用户电压一定，可将滑片P下移
20．(2022·全国·高二课时练习)如图所示，交流电源与理想升压变压器相连进行远距离输电，升压变压器与降压变压器间输电线路的总电阻为R。降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，电压表示数为U，电流表示数为I，下列说法一定正确的是( )
A．电动机内线圈的阻值为B．电动机的输入功率为UI
C．输电线路的损耗功率为D．输电线路的总电阻
21．(2022·辽宁·东北育才学校高二)用特高压实现远距离输电。在远距离输电中，输电线电阻不可忽略，如图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向湖南供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻(可视为定值电阻)，R为可变用户电阻(可视为可变电阻)。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A． B．
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
D．输电线路上损耗的功率为P损
22．(2022·江苏省如皋中学高二阶段练习)对于远距离输电，在一定的情况下，设输电线路中的电流为，输电线的总电阻为，为了减少损耗，采用增大电压输电，下列说法正确的是( )
A．由，知输电线路中的电流变大 B．由，知输电线路中的电流变小
C．由，知输电线路消耗功率增大 D．由，知不会影响输电线路中的电流
23．(2022·全国·高二)如图为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为，输电线总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了。下述错误的是( )
A．电压表的示数不变，电压表的示数减小B．电流表、的示数均增大
C．输电线上损失的电压增加了D．输电线上损失的功率增加了
24．(2022·全国·高二课时练习)图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：200，降压变压器原、副线圈的匝数比为200：1，远距离输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法正确的是( )
A．用户端交流电的频率为100HzB．用户端电压为250V
C．输电线中的电流为15AD．输电线路的损耗功率为25kW
25．(2022·江苏·盐城市田家炳中学高二期中)某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为2Ω，要求在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率为95kW)。求：
(1)输电线上的电流为多少？
(2)升压变压器的匝数比等于多少？
26．(2022·山东·临沂二十四中高二期中)截止2022年2月22日，我省光伏发电输出创历史新高，达到1080.9万千瓦，占我省用电负荷的36.1%，为我省脱贫致富、能源转型和绿色发展贡献了力量。光伏发电厂需将直流电转化为交流电后输送给用户。假设某小型电厂用如图的方式进行输电，已知=250V，输电功率=100kW，输电线的总电阻，=220V。若输电线上损失的功率为输电功率的5%，认为所用变压器都是理想变压器，求：
(1)输电线上的电流；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。