高中物理 第4章 远距离输电 第3节 电能的远距离传输自我小测（含解析）鲁科版选修3-2.doc

电能的远距离传输夯基达标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.可节省输电线的铜材料 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2.某发电厂原来用11 kv的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220 kv输电，输送的电功率都是p，若输电线路的电阻为r，则下列说法中正确的是( )a.根据公式iu/r，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍b.根据公式ip/u，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20c.根据公式pu2/r，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍d.若要使输电线损失的功率不变，可将输电线的直径减小为原来的1/203.某农村发电站的发电机的输出电压稳定，它发出电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器.经降压器降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )a.升压变压器的副线圈的电压变大b.高压输电线路的电压损失变大c.降压变压器的副线圈上的电压变大d.降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大4.输电线的电阻为r，输送的电功率为p，用电压u送电，则用户得到的功率为( )a.p b.pp2r/u2 c.pu2r d.p2r/u25.发电厂发电机的输出电压为u1，发电厂至学校的输电导线总电阻为r，通过导线上的电流为i，学校得到的电压为u2，则输电导线上损耗的功率在下列表达式中错误的是( )a. b. c.i2r d.i(u1u2)6.在远距离输电时，输送的电功率为p，输电电压为u，所用导线电阻率为，横截面积为s，总长度为l，输电线损耗电功率为p，用户得到的电功率为p用，则p、p用正确的是( )pu2s/pl pp2l/u2s p用pu2s/pl p用p(1pl/u2s)a. b. c. d.能力提升7.一台理想变压器的副线圈有100匝，输出电压为10 v，则铁芯中磁通量变化率的最大值为( )a.10 wb/s b.14.1 wb/s c.0.14 wb/s d.28.2 wb/s8.超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电总电阻为0.4 ，它提供给用电器的电功率为40 kw，电压为800 v.若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )a.1 kw b.1.6103 kw c.1.6 kw d.10 kw9.一台交流发电机的输出电压为250 v，输出功率为100 kw，向远处输电所用导线的总电阻r8 ，要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户处正好得到220 v的电压，则供电处升压变压器和用户处降压变压器的匝数比各为多少?10.一座小型水力发电站，利用流量为20 m3/s、落差为5 m的河水发电.若单相发电机的效率为50%，输出电压为200 v.已知发电站到用户架设的输电线总电阻为10 ，输电线上允许损耗的功率为5%，用户所需电压为220 v，求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数之比(不计变压器损失，g取10 m/s2).11.发电机的端电压220 v，输出电功率44 kw，输电导线的电阻为0.2 ，如果用初、次级匝数之比110的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝比为101的降压变压器降压供给用户.(1)画出全过程的线路示意图.(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，求用户得到的电压和功率.拓展探究 12.我国农村电网低压改造已基本结束，由于低压改造，我国广大农民获得了实惠.农村电网改造之前，某些村庄经常会出现以下现象(离变压器较远的用户)：电灯不亮(达不到额定功率)，日光灯不能启动，洗衣机转速低等，尤其过节时现象更明显.(1)试用学过的知识解释为什么会出现上述现象.(2)某村庄现有住户440户，以前每户平均消耗电功率为100 w，使用的区间变压器匝数比为1656，恰好能使额定电压为220 v的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗电功率为250 w.若变压器输入电压仍为6 600 v，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需要更新区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？参考答案1解析：采用高压输电减小了输电电流，可减少能量损失，节省铜材料，但不能改变交变电流的频率和输电速度，故a、c两项正确。答案：ac2解析：i是输电线中的电流，r是输电线的电阻，但是u不是输电线上损失的电压，而是总的输送电压，所以不能用计算输电线中的电流，在运用欧姆定律时，i、r、u应对应于同一部分导体，a项错误.因为输送功率一定，由可知，当输送的电压增为原来的20倍时，电流减为原来的，所以b项正确.c项中，r是输电线的电阻，而u是输送的总电压，r与u不对应，所以是错误的.输电线上损失的功率一般用pi2r计算，不易出错，从b项中已经知道电流减为原来的，若p不变，则输电线的电阻可增为原来的400倍，根据，在电阻率、长度不变的条件下，那么导线的横截面积可减小为原来的，即导线的直径减为原来的，所以d项正确。答案：bd3解析：升压变压器副线圈的电压取决于电源的电压，由题意知电源的电压是不变的，因此a项不正确；由于用电高峰期时，负载增加，总负载的电阻变小，则降压变压器副线圈的电流变大，由理想变压器的原理知，降压变压器原线圈上的电流也变大，在输电线路上的电流也变大，输电线路上的电压损失变大，则b项是正确的；由于输电线路上的电压损失多了，剩余在降压变压器原线圈的电压就少了，由理想变压器的原理得，降压变压器的副线圈的电压变小了，所以c项不正确；由于降压变压器到用户间的电流变大了，由uir得，在线路上的电压损失就增大了，d项是正确的。答案：bd4解析：，.答案：b5解析：用求输电导线上损失的功率时，u要与电阻r对应.a项中的电压u1不是输电导线电阻r的电压，输电导线电阻r的电压为u1u，a项错误，b项正确.c、d两项中的电流是输电导线的电流，故c、d两项正确.答案：a6解析：，p用ppp(1pl/u2s).则正确.答案：d7解析：铁芯中磁通量变化率最大时，输出电压最大，um，得()m0.14 wb/s.答案：c8解析：节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，a50 a.p线i2r5020.4 w1 000 w，故节约的电功率为1 kw，a项正确.答案：a9解析：发电机的输出电压：u1250 v，升压变压器的原线圈电流：400 a，输电线上的功率损失：p损p15%，p下标损i线2r，所以输电线上的电流：i线25 a.升压变压器的匝数比为，升压变压器副线圈两端的电压为：16250 v4 000 v，输电线上的电压损失为：u损i线r258 v200 v，降压变压器原线圈两端的电压为：u3u2u损3 800 v，降压变压器的原、副线圈的匝数比为：.答案：116 1901110解析：此输电线路图如下水力发电站的发电功率qgh1.01032010550% w5105 w输电线上损失的功率.pp5%51055%2.5104 w，pi2r得i50 a，所以1104 v， ，u3u2u104ir104 v500 v9 500 v.所以答案： 11解析：(1)示意图如下图所示:(2)升压变压器次级的输出电压：10220 v2 200 v；升压变压器次级输出电流：；升压变压器初级输入电流，由pi1u1得：a200 a，a20 a；输电线路上的电压损失和功率损失分别为：uri2r200.2 v4 v，pri22r2020.2 w80 w0.08 kw.加到降压变压器初级上的输入电流和电压为：i3i220 a，u3u2ur(2 2004) v2 196 v.降压变压器次级的输出电流和电压为：2 196 v219.6 v，1020 a200 a；用户得到的功率为:p4i4u4200219.6 w43.92 kw；(3)若不采用高压输电，线路损失电压为：uri1r2000.2 v40 v，用户得到的电压为：u1u1ur(22040) v180 v，用户得到的功率为:pi1u1200180 w36 kw.答案：(1)见解析图 (2)219.6 v 43.92 kw (3)180 v 36 kw12解析：(1)低压输电线较细，电阻较大，另外当输电功率一定时，由于电压低，故输电电流ip/u较大.因此输电线上的电压损失uir线较大，致使末端用户得到的电压远低于额定电压(有时才160 v)，到了过节的时