第5章第五節(jié)電能的輸送練習題及答案解析

1、1(2009年高考廣東卷)如圖554為遠距離高壓輸電的示意圖，關(guān)于遠距離輸電，下列表述正確的是()圖554A增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗C在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小D高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好解析：選ABD.根據(jù)PI2R可知，在電流I一定的情況下，減小電阻R可以減少電路上的電能損失，而Req f(L,S)，所以增大輸電線橫截面積S可減小電阻R，A正確；由輸送電功率PUI，得輸電線損失電功率P線I2Req f(P2,U2)R，可見減小輸電電流可減小電路發(fā)熱損耗，在輸送

2、電壓一定時，輸送的電功率P越大，電能損失越大，B正確，C錯誤；高壓輸電并不一定是電壓越高越好，電壓過高時，會帶來技術(shù)和設備上的困難，所以D正確2關(guān)于減小遠距離輸電線上的功率損耗，下列說法正確的是()A由功率PU2/R，應降低輸電電壓，增大導線電阻B由PIU，應低電壓小電流輸電C由PI2R，應減小導線電阻或減小輸電電流D上述說法均不對解析：選C.輸電時導線上損失的電壓UIR，它不同于輸電電壓，Peq f(U2,R)或PIU中的U應為導線上損失的電壓，故A、B錯，導線上功率的損失為發(fā)熱損失，即PI2R，故C正確3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

3、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，C正確4遠距離輸電，原來用電壓U0輸電，在輸電線上損失的電功率為P0，現(xiàn)在要使輸電線上損失的電功率減少到原來的1/10，則輸電電壓應為()A100 U0 B.eq

4、 r(10) U0CU0/10 DU0/100解析：選B.設線路電阻為r，損失功率為P損I2r，線路電流為IP/U0解得P損P2r/Ueq oal(2,0)則P損eq f(1,U02)當P損為原來的eq f(1,10)時，U0eq r(10)U0選項B正確5通過相同材料的導線向同一用戶輸送10 kW的電功率，如在輸送電壓為110 V和220 V兩種情況下導線上損失的電能相同，那么這兩種情況下輸電線的截面積之比為多少？解析：P損I2R線(eq f(P,U)2R線eq f(P2,U2)eq f(l,S)，所以Seq f(P2l,U2P損)，由于輸送的電功率和P損都相同，且兩地距離不變即l相同，材料

5、也相同，所以S1S2eq f(2202,1102)41.答案：41一、選擇題1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線的總電阻為R，通過輸電導線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項表示輸電導線上損耗的功率的是()A.eq f(Uoal(2,1),R) B.eq f(U1U22,R)CI2R DI(U1U2)解析：選BCD.輸電線上損耗的功率P損I2RUeq oal(2,損)/RIU損，而U損U1U2，故B、C、D正確2水電站向小山村輸電，輸送電功率為50 kW，若以1100 V送電，則線路損失為10 kW，若以3300 V送電，則線路損失可降為()A3.3 kW B1.1

6、kWC30 kW D11 kW解析：選B.由PUI，PI2R可得：Peq f(P2,U2)R，所以當輸送電壓增大為原來3倍時，線路損失變?yōu)樵瓉淼膃q f(1,9)，即P1.1 kW.3(2010年高考江蘇卷)在如圖555所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()圖555A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大解析：選CD.對升壓(或降壓)變壓器而言，由變壓器電壓比U1U2n1n2知，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，輸出電壓

7、不變，故A選項不正確；由PUI知，U不變，P增大，故I增大，使得輸電線上的電壓損耗UI2R線增大，功率損耗PIeq oal(2,2)R線增大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，輸出電壓減小，所以B不正確，C正確；因為輸電線上損耗的功率占總功率的比例為eq f(P,P1)eq f(Ioal(2,2)R線,P1)eq f(f(P1,U1)f(n1,n2)2R線,P1)eq f(P1noal(2,1)R線,Uoal(2,1)noal(2,2)P1，所以隨發(fā)電廠輸出功率變大，該值變大，D正確4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()AU1U

8、2 BU21U22CU22U21 DU2U1解析：選C.由PUI得輸電線中的電流Ieq f(P,U)，輸電線上損失的功率P損I2R(eq f(P,U)2Req f(P2R,U2).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P損1P損2U22U21.5(2009年高考山東卷)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖556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()圖556A.eq f(n2,n1)eq f(n3,

9、n4)B.eq f(n2,n1)eq f(n3,n4)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.由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率P出P損P入，故D正確.eq f(U2,U1)eq f(n2,n1)，eq f(U3,U4)eq f(n3,n4)，因為U1200 VU4220 V，U2U3U2U線，故eq f(n2,n1)eq f(n3,n4)，選項A正確6為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應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，

10、輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P，則除冰時(認為輸電功率和輸電線電阻不變)()A輸電電流為3 I B輸電電流為9 IC輸電電壓為3 U D輸電電壓為eq f(1,3)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PUI，電流變?yōu)? I，輸電電壓為eq f(1,3)U，選項D正確7在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導線電阻率為，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(guān)系式正確的是()APeq f(U2S,L) BPeq f(P2L,U2S)CP用Peq f(U2

11、S,L) DP用P(1eq f(PL,U2S)解析：選BD.輸電線電阻Req f(L,S)輸電電流Ieq f(P,U)故輸電線上損失的電功率為PI2R(eq f(P,U)2eq f(L,S)eq f(P2L,U2S)用戶得到的電功率為P用PPP(1eq f(PL,U2S)8遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上由電阻造成的電壓損失和功率損失的說法中，正確的是()A輸電線上的電功率損失是原來的1/n；B輸電線上的電功率損失是原來的1/n2；C輸電線上的電壓損失是原來的1/n；D輸電線上的電壓損失是原來的n倍解析：選BC.由PUI知，當輸送的功率P一定時，電壓升高為

12、原來的n倍時，輸電電流IP/UP/(nU)eq f(1,n)I.又P線I2R線，所以輸電線上的功率損失P損(eq f(1,n)I)2R線eq f(1,n2)P損，即B正確，A錯誤輸電線上的電壓損失U損IR線eq f(1,n)IR線eq f(1,n)U損，C正確，D錯誤9(2009年高考海南卷)一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000 kW，電壓為4000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電輸電線路總電阻R1 k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V,60 W)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則()AT1原

13、、副線圈電流分別為103 A和20 ABT2原、副線圈電壓分別為1.8105 V和220 VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光解析：選ABD.T1原線圈的電流為I1eq f(P1,U1)eq f(4000103,4000)A1103 A，輸電線上損失的功率為P損Ieq oal(2,2)R10%P1，所以I2eq f(r(10%P1),R)eq r(f(40001030.1,1103) A20 A，選項A對；T1的變壓比為eq f(n1,n2)eq f(I2,I1)eq f(20,103)eq f(1,50)；T1上副線圈的電壓為U250U

14、12105 V，T2上原線圈的電壓為U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，選項B對；T2上原、副線圈的變壓比為eq f(n3,n4)eq f(U3,U4)eq f(1.8105,220)eq f(9103,11)，選項C錯；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：Neq f(90%P1,60)6104(盞)，選項D對二、非選擇題10有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1001，原線圈上所加電壓為23 kV，副線圈通過總電阻為2 的供電導線向用戶供電，用戶用電器得到的電壓是220 V，求供電導線上損耗的功率解析：設原線圈上所加電壓為U1，匝數(shù)為n1，副線圈上兩端電壓為U2，匝數(shù)為n2，有 e

15、q f(U1,U2)eq f(n1,n2)副線圈兩端通過導線向用戶供電，設用戶電壓為U3，導線上的電壓為U4，有U2U3U4導線上損失功率為Peq f(U24,R)由式得P(eq f(n2,n1)U1U3)2/Req f(f(1,100)2.31042202,2) W50 W.答案：50 W11(2011年開封高二檢測)一座小型發(fā)電站的輸出功率是20 kW，輸電線路總電阻是5 .(1)若輸電電壓是400 V，輸電線路損耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2221的變壓器降壓，用戶得到的電壓是多少？解析：(1)輸電線上的電流強度為Ieq f(P,U)eq f(201

16、03,400)A50 A，輸電線路損耗的功率為P損I2R5025 W12500 W12.5 kW.(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流強度變?yōu)镮eq f(P,U)eq f(20103,5000)A4 A，用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(500045)V4980 V，根據(jù)eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可知，用戶得到的電壓為U2eq f(n2,n1)U1eq f(1,22)4980 V226.4 V.答案：(1)12.5 kW(2)226.4 V12小型水利發(fā)電站的發(fā)電機輸出功率為24.5 kW，輸出電壓為350 V，輸電線總電阻為4 ，為了使輸電線損耗功率為發(fā)電機輸出功率的5%，需在發(fā)電機處設升壓變壓器，用戶所需電壓為220 V，所以在用戶處需安裝降壓變壓器輸電電路圖如圖557所示，求：圖557(1)輸電線上的電流(2)升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比(3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比解析：(1)輸電線上功率損失：P5%P15%24.5 kW1225 W，又因為PIeq oal(2,2)