课时训练11电能的输送

1、.课时训练11电能的输送题组一输电线上的电压损失和功率损失1.远间隔 输送交变电流都采用高压输电。我国正在研究用比 330 kV高得多的电压进展输电。采用高压输电的优点是A.可进步用户端电压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,应选项C正确。答案:C2.如下图为远间隔 输电线路的示意图,假设发电机的输出电压不变,那么以下表达中正确的选项是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

2、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,选项A、B错误;用户用电器总电阻减小,据P=U2R,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,选项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,选项D错误。答案:C3.远间隔 输送一定功率的交变电流,假设输电电压进步到原来的n倍,那么以下说法中正确的选项是A.输电线上的电流变为原来的n倍B.输电线上的电压损失变为原来的1n2C.输电线上的电功率损失变为原来的1nD.假设输电

3、线上的电功率损失不变,输电线路长度可为变为原来的n2倍解析:P=UI,当U变为n倍时,I变为原来的1n;电压损失U=InR线;功率损失P损=In2R线;输电线电阻R=lS,当l变为n2倍时,电阻增大n2倍,那么P损=In2R线知P损不变。答案:D4.发电厂发电机的输出电压是U1,发电厂至学校的输电导线总电阻为R,导线中的电流为I,学校得到的电压为U2,那么关于输电线上损失的功率,以下表达式错误的选项是A.U12RB.(U1-U2)2RC.I2RD.IU1-U2解析:用P=U2R求电阻上损失的功率时,U要与电阻R相对应,选项A中的U1是输出电压,不是输电线上的电压,应选项A错误。选项B中的U1-

4、U2是输电线上的电压,因此,选项B正确。选项C、D中的电流I是输电线中的电流,应选项C、D正确。答案:A5.如下图,甲是远间隔 输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,那么A.用户用电器上交变电流的频率是100 HzB.发电机输出交变电流的电压有效值是500 VC.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解析:由图象知f=1T=50 Hz,选项A错误;发电机输出交变电流电压的有效值为5002 V=2502 V,选项B错误;输电线的电流由降压变压器原、副线圈的匝数比及负载大小决定,选项C错误;用电器总电阻变大,那么降压变压

5、器原、副线圈中电流减小,输电线上损失功率也减小,选项D正确。答案:D题组二高压输电电路的分析与计算6.某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定,它发出的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后再输送至用户,设变压器都是理想的,那么在用电顶峰期,随着用电器总功率的增加将导致A.升压变压器原线圈中的电流变小B.升压变压器副线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器副线圈两端的电压变大解析:在用电顶峰期,用户端并联的用电器数目增多,总电阻减小,降压变压器输出的电流增大,输出功率增大,输电线路上的电流增大,输电线路中的电压损失增大,

6、降压变压器的输入电压减小,输出电压减小,选项C正确,D错误。升压变压器上的输出电流增大,输入电流也增大,选项A错误。但因为发电机的输出电压稳定,所以升压变压器的输出电压也是稳定的,选项B错误。答案:C7.某用电器离供电电源的间隔 为l,线路上的电流为I,假设要求线路上的电压降不超过U,输电导线的电阻率为,那么,该输电导线横截面积的最小值是A.lRB.2lIUC.UlID.2UlI解析:输电线的电阻R=2lS,输电线上电压损失U=IR=I2lS,所以S=2IlU,故B正确。答案:B8.多项选择题我国北方地区冬季会出现冻雨,使高压输电线结冰,严重时会压塌输电铁塔,导致输电中断。为消除高压输电线上的

7、冰凌,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰。假设在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,那么除冰时认为输电功率和输电线电阻不变A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为13U解析:根据输电功率P=UI,输电线上电阻为R,那么P=I2R=PU2R,除冰时,输电线上的热耗功率为9P,那么输电电流应为3I,输电功率保持不变,所以输电电压为U3。答案:AD9.某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给消费和照明组成的用户,发电机输出功率是120 kW,输出电压是240 V,升压变压器原、副线圈的匝

8、数之比为125,输电线的总电阻为10 ,用户需要的电压为220 V。那么:1输电线上损失的电功率为多少?2降压变压器原、副线圈的匝数比为多少?解析:1根据理想变压器的规律U1U2=n1n2得输电电压U2=n2n1U1=251240 V=6 000 V输电电流I2=PU2=1201036 000 A=20 A输电线上损失的功率P=I22r=20210 W=4 000 W。2输电线上损失的电压U=I2r=2010 V=200 V降压变压器原线圈两端的电压U3=U2-U=6 000 V-200 V=5 800 V根据理想变压器的变压规律得n3n4=U3U4=5 800V220V=29011。答案:1

9、4 000 W22901110.发电机的端电压为220 V,输出电功率为44 kW,输电导线的电阻为0.2 。假如用初级、次级线圈匝数比为110的升压变压器升压,经输电线路后,再用初级、次级线圈匝数比为101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假设不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压。解析:1线路图如下图。2升压变压器次级线圈的输出电压U2=n2n1U1=2 200 V,升压变压器次级线圈的输出电流I2=n1n2I1。由P=U1I1得,升压变压器初级线圈的输入电流为I1=PU1=44103220 A=200 A,所以I2=n1Pn2U1=44

10、10310220 A=20 A。输电线路上电压损失和功率损失分别为UR=I2R=4 V,PR=I22R=0.08 kW。加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压分别为I3=I2=20 A,U3=U2-UR=2 196 V。降压变压器次级线圈上的输出电压和电流分别为U4=n4n3U3=219.6 V,I4=n3n4I3=200 A。用户得到的功率P4=U4I4=43.92 kW。3假设不采用高压输电,线路损失电压UR=I1R=40 V,用户得到的电压U=U1-UR=180 V,用户得到的功率为P=UI1=36 kW。答案:1见解析2219.6 V,43.92 kW3180 V,36 kW建议用时

11、:30分钟1.关于减小远间隔 输电线上的功率损耗,以下说法正确的选项是A.由功率P=U2R,应降低输电电压,增大导线电阻B.由P=IU,应低电压小电流输电C.由P=I2R,应减小导线电阻或减小输电电流D.上述说法均不对解析:输电时导线上损失的电压U=IR,它不同于输电电压,P=U2R或P=IU中的U应为导线上损失的电压,故A、B错。导线上功率的损失为发热损失,即P=I2R,故C正确。答案:C2.多项选择题远间隔 输送一定功率的交变电流,假设输电线电阻一定,以下说法正确的选项是A.输电线上的电压损失跟输电电压成正比B.输电线上的功率损失跟输电电压成正比C.输电线上的功率损失跟输电电压的二次方成反

12、比D.输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的二次方成正比解析:此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压混淆,由P=U2R而误选B;正确的思路是由I线=P送U送可知P=P送2U送2R线,选项C正确;U=P送U送R线,选项A错误;P=U2R线,选项D正确。答案:CD3.我国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV特高压输电。假设不考虑其他因素的影响,那么输电线上损耗的电功率变为A.P4B.P2C.2PD.4P解析:据P=UI,由5

13、00 kV的超高压输电变为 1 000 kV 特高压输电时,输电线电流变为原来的12。再根据P线=I2R线可得,输电线上损耗的电功率将变为P4。选项A正确。答案:A4.多项选择题某发电站用11 kV交流电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为R。现假设用变压器将电压升高到220 kV输电,下面说法正确的选项是A.因I=UR,所以输电线上的电流增为原来的20倍B.因I=PU,所以输电线上的电流减为原来的120C.因P=U2R,所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D.假设要使输电线上损失的功率不变,可将输电线的直径减为原来的120解析:选项A中,U不是R两端电压,公式错误,所以选项A错误;因为输

14、送的功率一定,由I=PU可知,当输送的电压增为原来的20倍时,电流减为原来的120,选项B正确;选项C中,R是输电线的电阻,而U是输电电压,R与U又不对应,所以由P=U2R得出的结论是错误的;输电线上损失的功率一般用P=I2R计算不容易出错,从选项B中已经知道电流减为了原来的120,假设P不变,那么输电线的电阻可增为原来的400倍,根据R=LS,在导线的电阻率、长度不变的条件下,那么横截面积可减小为原来的1400,即导线的直径减为原来的120,应选项D正确。答案:BD5.多项选择题在远间隔 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,输电线损耗的电功率为

15、P,用户得到的电功率为P用,那么P、P用的关系式正确的选项是A.P=U2SLB.P=P2LU2SC.P用=P-U2SLD.P用=P1-PLU2S解析:P=I2R=U2R式中I、U分别为输电电流和输电线损失的电压,而I=PU,R=LS,所以P= P2LU2S=U2SL,从而P用=P-P=P-P2LU2S=P-U2SL,应选项B、D正确。答案:BD6.通过一理想变压器,经同一线路输送一样的电功率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,假设将副线圈与原线圈的匝数比进步到nk,线路损耗的电功率为P2,那么P1和P2P1分别为A.PRkU

16、,1nB.PkU2R,1nC.PRkU,1n2D.PkU2R,1n2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U1U=k;U2U=nk;且P=U1I1=U2I2;线路损耗功率分别为P1=I12R;P2=I22R。由联立解得P1=PkU2R,据此排除选项A、C;由联立解得P2P1=1n2,所以选项B错误,选项D正确。答案:D7.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

17、kW。现用500 kV电压输电,那么以下说法正确的选项是A.输电线上输送的电流大小为2.0105 AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC.假设改用5 kV电压输电,那么输电线上损失的功率为9108 kWD.输电线上损失的功率为P=U2r,U为输电电压,r为输电线的电阻解析:由P=UI可得I=PU=3109 W5105V=6103 A,那么选项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)2r,U为输电线上损失的电压,选项D错误。答案:B8.多项选择题某小型水电站的电能输

18、送示意图如下。发电机的输出电压为220 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,那么A.n2n1n3n4B.n2n1U3,所以n2n1n3n4,选项A正确,选项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,选项D正确。答案:AD9.某小型实验水电站输出功率P=38 kW,输电线路总电阻r=1 。1假设采用U=380 V输电,求输电线路损耗的功率P损;2假设改用U1=10 000 V高压输电,用户端利用n1n2=441的变压器降压,求用户得到的电压U2。解析:1输电线上的电流为I=PU=38103380 A=100 A 输电线路损耗的功率为P损=I2R=10021 W=10 k