《高中物理 第五章第五節(jié) 《電能的輸送》知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第五章第五節(jié) 《電能的輸送》知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

111 2013-2014學(xué)年高中物理 第五章第五節(jié) 電能的輸送知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2 1．在遠(yuǎn)距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是(　　) A．使輸電線粗一些　　　　 B．減小輸電線長度 C．減少通電時間 D．采用高壓輸電 解析：選D.從造成電能損失的原因分析，要減少電能損失，需要減小電阻、減小輸電電流，減小電阻已達(dá)到目前技術(shù)的極限了，因此，應(yīng)當(dāng)采用高壓輸電，減小輸電電流．故選D. 2．(2013長沙高二檢測)遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸送電壓提高到n倍，則(　　) A．輸電線上的電壓損失增大 B．輸電線上的電能損失增大 C．輸電線上的電壓損失不變 D．輸電線上的電能損失減少到原來的1/n2 解析：選D.在輸送功率一定時，由I＝知，電壓提高到n倍，則電流變?yōu)樵瓉淼?，電壓損失減為原來的，故A、C錯誤；由P損＝I2R知，功率損失減為原來的，故B錯誤，D正確．故選D. 3．在電能輸送過程中，若輸送的電功率一定、輸電線電阻一定，則在輸電線上損耗的電功率(　　) A．和輸電線上電壓的平方成反比 B．和輸電電流的平方成反比 C．和輸電線上的電壓降的平方成正比 D．和輸電電流的平方成正比 解析：選ACD.輸電線上的功率損失ΔP＝I2R，電壓損失ΔU＝U－U′＝IR，輸電電流I＝P/U，所以ΔP＝I2R＝＝2R，可見在輸送功率P一定時，ΔP隨R的增大而增大；ΔP與I2成正比；ΔP與ΔU2成正比；ΔP與U2成反比．故選ACD. 4．某小型水電站的電能輸送示意圖如下，發(fā)電機的輸出電壓為220 V，輸電線總電阻為 r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則(　　) A.＞ B.＜ C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 解析：選AD.由于輸電線上的電阻，所以考慮到電壓損失，則有升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)之比的關(guān)系，可知要讓用電器正常工作，必須有＞，A正確，B、C錯誤；考慮到輸電線上也有電功率的損失，可知D也正確．故選AD. 5．在遠(yuǎn)距離輸電時，如果升壓變壓器輸出電壓是2 000 V，輸出功率是10 kW，輸電線電阻是20 Ω，求： (1)輸電線上損失的功率和損失的電壓； (2)用戶能得到的功率和電壓． 解析：本題關(guān)鍵是先利用輸送功率損失，通過公式ΔP＝I2R，求出輸送電流． (1)由P出＝I線U出，得I線＝＝ A＝5 A 則輸電線上損失的功率P損＝Ir＝5220 W＝500 W 損失的電壓U損＝I線r＝520 V＝100 V. (2)用戶得到的電壓和功率分別為： U用＝U出－U損＝(2 000－100) V＝1 900 V P用＝P出－P損＝(10103－500) W＝9 500 W. 答案：(1)500 W　100 V　(2)9 500 W　1 900 V 一、選擇題 1．(多選)遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采用高壓輸電，采用高壓輸電的優(yōu)點是(　　) A．可節(jié)省輸電線的銅材料 B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交變電流的頻率 C．可減少輸電線上的能量損失 D．可加快輸電的速度 解析：選AC.由P＝IU得I＝，輸送的電功率P一定，采用高壓輸電，U大則I小，輸電線中的電流就小，由P線＝I2r，在要求輸電線損耗一定的情況下，就可選電阻率略大一點的材料作導(dǎo)線．若輸電線確定，則可減少輸電線上的能量損失，故A、C選項正確．交變電流的頻率是固定的，不需調(diào)節(jié)，輸電的速度就是電磁波的傳播速度，是一定的，故B、D選項不正確．故選AC. 2．(多選)對在電能遠(yuǎn)距離輸送中所造成的電壓損失，下列說法中正確的是(　　) A．只有輸電線的電阻才造成電壓損失 B．只有輸電線的電抗才造成電壓損失 C．輸電線的電阻和電抗都造成了電壓損失 D．若用高壓直流輸電，可以減小因電抗造成的損失 解析：選CD.遠(yuǎn)距離高壓輸電過程中，不僅線路上的電阻會損失電壓，電容、電感的電抗也會損失電壓．若用直流輸電時，只有電阻的影響，無電抗的影響，故C、D正確． 3．(單選)照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的．可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些．這是因為用電高峰時(　　) A．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低 B．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小 C．總電阻比深夜時小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大 D．供電線路上電流恒定，但開的燈比深夜時多，通過每盞燈的電流小 解析：選C.照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點鐘用電高峰時，用電器越多，總電阻越小，供電線路上的電流越大，輸電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，故選C. 4．(單選)中國已投產(chǎn)運行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程．假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?　　) A. B. C．2P D．4P 解析：選A.設(shè)輸送功率為P，輸送電流為I，輸送電壓為U，則P＝UI，I＝，P損＝I2R，輸送電壓升為原來的2倍，則輸送電流降為原來的一半，P損降為原來的四分之一，故選A. 5．(單選)(2013長沙一中高二檢測)某變電站用11 kV交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線的電阻為r.現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220 kV送電，下面選項正確的是(　　) A．因I＝，所以輸電線上的電流增為原來的20倍 B．因I＝，所以輸電線上的電流減為原來的 C．因P＝，所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍 D．若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的直徑減為原來的 解析：選B.由ΔP＝I2r＝2r知，ΔP′＝ΔP，C錯誤．本題I≠，故A錯誤．若ΔP不變，則r＝ΔP，r′＝400r，由電阻定律可得：d′＝d，D錯誤，故選B. 6．(多選)發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過輸電導(dǎo)線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項表示輸電導(dǎo)線上損耗的功率的是(　　) A. B. C．I2R D．I(U1－U2) 解析：選BCD.輸電線上損耗的功率P損＝I2R＝U/R＝IU損，而U損＝U1－U2，故B、C、D正確． 7．(單選)某用電器離供電電源的距離為l，線路上的電流為I，若要求線路上的電壓降不超過U，已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ，那么，該輸電導(dǎo)線的橫截面積最小值是(　　) A. B. C. D. 解析：選B.輸電線的電阻r＝ρ，輸電線上電壓損失U＝Ir＝Iρ，所以S＝，故選B. 8．(多選)為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰．若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為P；除冰時，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P，則除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)(　　) A．輸電電流為3I B．輸電電流為9I C．輸電電壓為3U D．輸電電壓為U 解析：選AD.輸電線上的熱耗功率P線＝I2R線，熱耗功率由P變?yōu)?P，則電流I變?yōu)?I，選項A正確．輸電功率P不變，由P＝UI，電流變?yōu)?I，輸電電壓為U，選項D正確． ☆9.(多選)在遠(yuǎn)距離輸電時，輸送的電功率為P，輸送電壓為U，所用導(dǎo)線的電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則P′、P用的關(guān)系式正確的是(　　) A．P′＝　　　　　　　　 B．P′＝ C．P用＝P－ D．P用＝P 解析：選BD.輸電線電阻R＝ρ， 輸電電流I＝， 故輸電線上損失的電功率為 P′＝I2R＝2ρ＝ 用戶得到的功率為： P用＝P－P′＝P.故選BD. ☆10.(多選)如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，電站的輸出電壓U1＝250 V，輸出功率P1＝100 kW，輸電線電阻R＝8 Ω.則進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時，下列說法中正確的是(　　) A．若電站的輸出功率突然增大，則降壓變壓器的輸出電壓減小 B．若電站的輸出功率突然增大，則升壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線損耗比例為5%時，所用升壓變壓器的匝數(shù)比＝ D．用10 000 V高壓輸電，輸電線損耗功率為8 000 W 解析：選AC.由I1＝知，P1增大，I1增大，I線增大，損失的電壓增大，U3減小，U4減小，故A正確；由于U1、n1、n2不變，所以U2不變，故B錯誤；損失的功率ΔP＝IR＝P15%＝5103 W，I2＝25 A，＝＝，所以C正確；用10 000 V高壓輸電，即U2＝10 000 V，I2＝＝10 A，ΔP＝IR＝8102 W，所以D錯誤．故選AC. 二、非選擇題 11．輸送4.0106 W的電能，若發(fā)電機輸出電壓為2 000 V，選用變壓器升壓后應(yīng)用橫截面積為4.25 cm2的銅導(dǎo)線，把電能送到400 km遠(yuǎn)處，線路損耗的功率為5.0105 W．求： (1)應(yīng)選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器； (2)若已知銅的電阻率ρ＝1.710－8 Ωm，在用戶方使用降壓變壓器，其原線圈兩端的電壓為多大． 解析：(1)由P＝I2R得I＝，式中P為線路損耗功率，R為線路總電阻，兩條導(dǎo)線總電阻R＝ρ＝ρ，則R＝1.710－8 Ω＝32 Ω 所以I＝＝125 A 因為P輸入＝P輸出，所以在升壓變壓器副線圈兩端的電壓為 U2＝＝3.2104 V故＝＝. (2)設(shè)U2′ 為降壓變壓器原線圈兩端的電壓，則 U2′ ＝U2－IR線＝2.8104 V. 答案：(1)1∶16　(2)2.8104 V 12．有條河流，流量Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機總效率為50%，輸出電壓為240 V，輸電線總電阻r＝30 Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220 V,100 W”的電燈正常發(fā)光？(g＝10 m/s2，ρ水＝1.0103 kg/m3) 解析：輸電電路如圖所示 電源端：P輸出＝Qρ水gh50%＝5104 W 線路損耗ΔP＝Ir I2＝ ＝ ＝ A＝10 A 送電電壓U2＝＝ V＝5103 V 升壓變壓比n1∶n2＝U1∶U2＝＝6∶125 輸電線損失電壓ΔU＝I2r＝1030 V＝300 V U3＝U2－ΔU＝4700 V，U4＝220 V 降壓變壓比 n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11 燈盞數(shù)N＝＝(盞) ＝470(盞)． 答案：6∶125　235∶11　470盞 111