【赢在课堂】2014年高中物理 课时训练11 电能的输送 新人教版选修3-2

课时训练11电能的输送1.远距离输送交流电都采用高压输电。我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电。采用高压输电的优点是()A.可提高用户端电压B.可根据需要调节交流电的频率C.可减少输电线上的能量损失D.可加快输电的速度答案:C解析:采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,故选项C正确。2.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用电设备消耗的功率无关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答案:C解析:变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的,A、B错误;用户用电器总电阻减小,据P=,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,C正确;升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压,D错误。3.某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则()A.B.C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率答案:AD解析:根据变压器工作原理可知,由于输电线上损失一部分电压,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,有U2U3,所以,A正确,B、C不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率,D正确。4.为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后进行远距离输送,再经变电所将高压变为低压。某变电所电压u0=11 000sin 100t V的交流电降为220 V供居民小区用电,则变电所变压器()A.原、副线圈匝数比为501B.副线圈中电流的频率是50 HzC.原线圈的导线比副线圈的要粗D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和答案:AB解析:u0=11 000sin 100t V中的11 000指的是电压的峰值,有效值为11 000 V,则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比,即501,A正确;由=100可得频率为50 Hz,变压器不改变电流的频率,因此,副线圈的频率也是50 Hz,B正确;电流与匝数成反比,即原线圈的电流比副线圈电流要小,因此,副线圈的导线要比原线圈粗,C错误;居民小区各个用电器都是并联的,它们的电流总和等于副线圈中的电流,故D错误。5.(2012天津理综)通过一理想变压器,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()A.B.()2R,C.D.()2R,答案:D解析:设副线圈与原线圈匝数比为k时,副线圈输出电压为U1,输出电流为I1,电路损耗功率为P1,设副线圈与原线圈匝数比为nk时,副线圈输出电压为U2,输出电流为I2,电路损耗功率为P2,根据理想变压器原副线圈电压与匝数成正比可得=k;=nk;且P=U1I1=U2I2;线路损耗功率分别为P1=R;P2=R。由联立解得P1=()2R,据此排除选项A、C;由联立解得,所以选项B错误、选项D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3106 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2.0105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9108 kWD.输电线上损失的功率为P=U2/r,U为输电电压,r为输电线的电阻答案:B解析:由P=UI可得I=6103 A,则选项A错误;输电线上电阻造成的损失电压为U=Ir=15 kV,选项B正确;输电线上损失的功率不可能大于水电站的输出功率,可知选项C错误;输电线上损失的功率为P=,U为输电线上损失的电压,选项D错误。7.某条河的河水流量为4 m3/s,水流下落的高度为5 m。现在利用其发电,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)已知输电导线的总电阻为4 ,如果允许输电导线上损耗的功率为发电机输出功率的5%,则需用多大电压输送电能。(3)导线上的电压损失。答案:(1)9.8104W(2)2.8103V(3)2.66103V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为:P1=Qgh发电机的输出功率为:P2=P1=Qgh=50%1.010349.85 W=9.8104W。(2)设输送电压为U,输电导线上的电流为I,电阻为r,损耗的功率为P3。由P3=I2r得I=35 A由发电机的输出功率P2=IU可得U=V=2.8103V。(3)导线上损失的电压为U,则有U=U-Ir=(2.8103-354)V=2.66103V。8.风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展。如图所示,风车阵中发电机输出功率为100 kW,输出电压为250 V,用户需要的电压为220 V,输电线电阻为10 。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%。(1)试求:在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比。(2)画出此输电线路的示意图。(3)用户得到的电功率是多少?答案:(1)12024011(2)见解析图(3)96 kW解析:(1)输电线损失的功率P损=P4%=100 kW4%=4 kW输电线电流I2=A=20 A升压变压器输出电压U2=V=5103V升压变压器原、副线圈匝