物理選修3-2人教新課標 第五章 第5節(jié) 電能的輸送隨堂基礎鞏固

1、第5節(jié)電能的輸送 【測控導航】知識點題號1.輸電電壓損失1、52.輸電功率損失2、3、6、7、103.對高壓輸電的理解94.遠距離輸電問題4、5、6、8、11鞏固基礎1.對交流輸電線路來說,輸電線上的電壓損失(D)A.只由電阻造成B.只由感抗造成C.只由容抗造成D.由A、B、C所述三個因素造成解析:輸電線有電阻,對交流電還有感抗和容抗,所以選D.2.(2012年吉林省油田高中高二第一學期期末)關于減小遠距離輸電線上的功率損耗,下列說法正確的是(C)A.由功率P=U2/R,應降低輸電電壓,增大導線電阻B.由P=IU,應低電壓小電流輸電C.由P=I2R,應減小導線電阻或減小輸電電流D.上述說法均不

2、對解析:輸電線上的功率損耗P=I2R=U2/R=IU,式中I應為輸電線上電流,U應為輸電線上所損失的電壓,R為輸電線上的電阻. 計算輸電線上的功率損耗,所用公式中各個物理量應為輸電線上對應的物理量.3.輸電導線的電阻為r,輸送電功率為P,現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來輸電,則兩次輸電線上損失的功率之比為(C)A.U1U2B.C.D.U2U1解析:由P=UI得輸電線中的電流I=.輸電線中損失的功率P損=I2r=()2r=.即在輸送功率和輸電線電阻不變的情況下,損失的功率與輸電電壓的平方成反比.所以=.4.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,已知輸電導線的電

3、阻率為,那么,該輸電導線的橫截面積最小值是(B)A.B.C.D.解析:輸電線的電阻r=,輸電線上電壓損失U=Ir=I,所以S=,故B正確.5.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示.發(fā)電機的輸出電壓為200 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(AD)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:根據(jù)變壓器工作原理可知=,=,由于輸電線上損失一部分電壓,升壓變壓器的輸出電壓大于降壓

4、變壓器的輸入電壓,有U2>U3,所以>,A正確,B、C錯誤;升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線上損失功率,D正確.6.發(fā)電機的路端電壓為U,經(jīng)電阻為r的輸電線向遠處的用戶供電,發(fā)電機的輸出功率為P,則(AC)A.輸電線上的電流為B.輸電線上的功率損失為C.用戶得到的功率為P-()2rD.用戶得到的電壓為解析:由題知,其供電原理如圖所示,由P=UI得輸電線上的電流為,A正確;輸電線上的功率損失為P=I2r=()2·r,B錯誤;用戶得到的功率為P-()2r,C正確;用戶得到的電壓為U-U=U-Ir=U-()r,D錯誤. 遠距離輸電時,利用升壓變壓器大幅度地

5、提高輸電電壓,從而減小輸電電流,減小線路上的熱損功率.求解電熱功率時,單就輸電導線而言,其電感可視為零,電路對交變電流的影響主要為電阻,即為所謂的純電阻電路,電功等于電熱,W=Q=I2Rt.7.(2012年云南省玉溪一中高二上學期期中)利用超導材料零電阻的性質(zhì),可實現(xiàn)無損耗輸電.現(xiàn)有一直流電流,輸電線總電阻為0.4 ,它提供給用電器的電功率為40 kW,電壓為800 V.如果用轉(zhuǎn)變溫度以下的超導電纜替代原來的輸電線,保持供給用電器的功率和電壓不變,那么節(jié)約的電功率為(A)×103 kWC.1.6 kWD.10 kW解析:若用總電阻為0.4 的輸電線,輸電線上損失的電功率P=I2R=(

6、P/U)2R=1 kW,若用超導電纜替換原來的輸電線,P'=0,故選項A正確.提升能力8.在遠距離輸電時,輸送的電功率為P,輸送電壓為U,所用導線的電阻率為,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用的關系式正確的是(BD)A.P'=B.P'=C.P用=P-D.P用=P(1-)解析:輸電線電阻r=,輸電電流I=,故輸電線上損失的電功率為:P'=I2r=()2=用戶得到的功率為:P用=P-P'=P(1-).故選B、D.9.某水電站,用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶,其輸出電功

7、率是3×106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電,則下列說法正確的是(B)A.輸電線上輸送的電流大小為2.0×105 AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC.若改用5 kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9×108 kWD.輸電線上損失的功率為P=U2/r,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻解析:輸電線上輸送的電流為I輸=6 000 A,A選項錯誤;輸電線上由電阻造成的損失電壓U損=I輸R線=6 000 A×2.5 =1.5×104 V,B選項正確;若輸電電壓為5 kV,則輸電線上損失的功率不可能大于輸出總功率3×106 kW,C

8、選項錯誤;P=中,U應當為輸電線上損失的電壓,D選項錯誤.10.(2012年黑龍江省大慶實驗中學高二上學期期末)發(fā)電廠輸出的交流電壓為2.2×104 V,輸送功率為2.2×106 W,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶的電壓為220 V,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導線總電阻為22 ,求:(1)輸電導線上損失的電功率;(2)降壓變壓器原副線圈匝數(shù)之比為多少?解析:(1)輸送電流為:I線=P總/U總=2.2×106/2.2×104 A=100 A則損失功率為:P損=R線=1002×22 W=2.2×105 W.(2)變壓器原線圈電壓U1為U1=

9、U總-U線=U總-I線R線=2.2×104 V-100×22 V=19 800 V所以原副線圈匝數(shù)比=.答案:(1)2.2×105 W(2)90111.在遠距離輸電時,要考慮盡量減少輸電線上的功率損失.有一個電站,輸送的電功率為P=500 kW,當使用U=5 kV的電壓輸電時,測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800度.求:(1)這時的輸電效率和輸電線的總電阻r.(2)若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么電站應使用多高的電壓向外輸電?解析:(1)由于輸送功率為P=500 kW,一晝夜輸送電能E=Pt=12 000(度),終點得到的電能E'=7 200(度),因此效率=60%.輸電線上的電流可由I=計算,得I=100 A,