2017-2018学年高中物理选修3-2同课异构习题55电能的输送课时提升作业（十一）

课时提升作业(十一)电能的输送(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分。多选题已在题号后标出)1.(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是()A.可节省输电线的材料B.可根据需要调节交流电的频率C.可减小输电线上的能量损失D.可加快输电的速度【解析】选A、C。远距离输电时，往往输送电功率一定，据P=UI，输送电压U越高，则输送电流I=PU越小，据P线=I2R线，在要求输电线损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料；若输电线确定，即R线2.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是()A.由功率P=U2B.由P=IU，应降低输电电压，减小输电电流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】选C。因为输电线上的功率损耗ΔP=I2R=PU23.(2015·信阳高二检测)一交流发电机输出电压为u=Umsinωt，加在匝数比为1∶n的理想升压变压器的原线圈上，变压器的副线圈通过总电阻为R的输电线向用户供电，若发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为()A.n2UC.P2R【解析】选D。根据正弦交流电的基本规律可知输入电压U1=Um2，根据理想变压器的变压规律，设输出电压为U2，则有U1U2=n1n2=1n⇒U2=nU1=nUm2，再根据变压器的功率关系：P入=P出⇒P出=P=I出U2⇒I4.(2015·福建高考)如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A.n1UC.4(n1n2)2(PUm)2r D.4(n2n【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)理想变压器的输入功率等于输出功率。(2)P=UI。【解析】选C。由I1=2PUm和I1I2=n2Pr=Ir22r=4(n1n2)25.(2014·江苏高考)远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()A.=I1I2n1C.I1U1=I22R D.I1U1=I2【解析】选D。对理想变压器来说，电流与匝数成反比，A项错误；输入功率等于输出功率，D项正确；对图中的中间电流，I2=U导R，而U2>U导，所以B项错误；导线消耗的功率为P导=I22R，I1U1为升压变压器的输入功率，与输出功率相等，即I1U1=I【补偿训练】(多选)(2015·遂宁高二检测)如图为某小型水电站的电能输送示意图。已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，电阻R0=11Ω。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u=2202sin100πtV，下列说法正确的是()A.发电机中的电流变化频率为100HzB.通过R0的电流有效值为20AC.升压变压器T1的输入功率为4650WD.若R0的电阻减小，发电机的输出功率也减小【解析】选B、C。T2的副线圈的交流电的频率为f=ω2π=100π2πHz=50Hz，而变压器是不能改变交流电频率的，故发电机中的电流变化频率为50Hz，选项A错误；T2的副线圈的交流电电压的有效值为U=220V，故通过R0的电流有效值为I=UR0=220V11Ω=20A，故选项B正确；根据匝数与电流的关系可得T2的原线圈中的电流为I′=I4=5A，故输电线上损失的功率为P损=I′2R=(5A)2×10Ω=250W，而电阻R0上消耗的电功率为P0=I2R0=(20A)2×11Ω=4400W，故升压变压器T1的输入功率为P=P6.(2015·黄冈高二检测)如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2=n4∶n3。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是()A.用户的电压U4增加B.恒有U1∶U2=U4∶U3C.输电线上损耗的功率减小D.发电机的输出功率不变【解析】选B。当用户的功率增大时，并联的用电器增多，出现用电高峰，各用电器电压下降，选项A错误；因为原、副线圈的电压比等于匝数之比，则U1U2=n1n2，U3U4=n3n4，因为n1∶n2=n4∶n3，所以U1∶U2二、非选择题(本题共2小题，共20分。需写出规范的解题步骤)7.(8分)某小型水电站输出功率为20kW，输电线路总电阻是6Ω。(1)若采用380V电压输电，求输电线路损耗的功率。(2)若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。【解析】(1)P电=U1I1，P损=I12损耗的功率为P损=P电2U12R(2)P′电=U2I2，损失的电压ΔU=I2R线=24VU3=U2ΔU=4976V，U3∶U4=n1∶n2用户得到的电压U4=226.2V。答案：(1)16.6kW(2)226.2V【互动探究】上题中如果要求输电损耗为3%，求输电电压。提示：P损=I'12R线又P电=I′1U′1解得：U′1=2000V答案：2000V8.(12分)(2015·秦皇岛高二检测)如图所示，某村在距村庄较远的地方建了一座小型水电站，发电机的输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线电阻为10Ω，允许线路消耗的功率为输出功率的4%，求：(1)若不用变压器而由发电机直接输送，用户得到的电压和功率是多少？(2)用如图所示电路输电，若用户需要220V电压时，所用升压、降压变压器原、副线圈匝数比为多少？(不计变压器能量损失)【解析】(1)不用变压器而由发电机直接输送时，输电线上的电流I=PU=9×1电压损失ΔU=IR=180V功率损失ΔP=I2R=3240W用户得到的电压和功率分别是