2021-2022物理教科版3-2課時素養(yǎng)評價 第二章 7 電能的輸送

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE14-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精十電能的輸送（25分鐘·60分）一、選擇題（本題共6小題,每小題6分,共36分）1.下列說法不正確的是 （)A.電感線圈的匝數(shù)越多,對同一個交變電流的阻礙作用就越大B。在交流電輸送環(huán)節(jié)中，造成電壓損失的原因除了電阻以外，還有電感和電容C。為降低渦流造成的損耗，變壓器的鐵芯做成片狀D。電容器對交流電有阻礙作用,電容越大,交流電的頻率越高，對交流電的阻礙越大【解析】選D。電感線圈的匝數(shù)越多，對同一個交變電流的阻礙作用就越大,選項(xiàng)A正確，不符合題意；在交流電輸送環(huán)節(jié)中，造成電壓損失的原因除了電阻以外,還有電感和電容,選項(xiàng)B正確，不符合題意;為降低渦流造成的損耗,變壓器的鐵芯做成片狀，選項(xiàng)C正確，不符合題意;電容器對交變電流的阻礙作用與交變電流的頻率和電容有關(guān)，電容越大，交流電的頻率越高，對交流電的阻礙越小，故D錯誤，符合題意。2。（多選)為了減少輸電線路中的電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過升壓變電站升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過降壓變電站將高壓變?yōu)榈蛪?某降壓變電站將電壓U0=11000QUOTEsin100πt（V)的交流電降為220V供居民小區(qū)用電,則變電站變壓器 （）A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B.副線圈中電流的頻率是50HzC.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D。輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和【解析】選A、B.降壓變壓器輸入電壓的最大值為11000QUOTEV,則有效值為11000V,則QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE，故A正確。交流電的頻率f=QUOTE=QUOTE=50Hz,經(jīng)過變壓器后，交流電的頻率不變，故B正確。降壓變壓器中副線圈的電流大于原線圈的電流,則副線圈導(dǎo)線比原線圈導(dǎo)線粗,故C錯誤.副線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流總和，而原、副線圈的電流不相等,所以輸入原線圈的電流不等于居民小區(qū)各用電器電流的總和，故D錯誤.3.如圖為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖,關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述不正確的是(）A.增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B.高壓輸電可通過減小輸電電流來減小電路的發(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C。遠(yuǎn)距離輸電過程中的主要能量損耗是輸電導(dǎo)線的發(fā)熱損耗,由P損=I2R可以看出，在保證輸電功率的前提下有兩種方式可減小輸電過程中的能量損失。一是減小輸電線路的電阻,由R=QUOTE知，可增加輸電導(dǎo)線的橫截面積;二是減小輸電電流，故A、B正確，A、B項(xiàng)均不符合題意;若輸電電壓一定，由P=UI知輸送的電功率越大，輸電電流越大，則輸電過程中能量損耗P損=I2R越大，C錯誤,故C項(xiàng)符合題意；在影響高壓輸電的因素中，另一個重要因素是電暈放電引起的電能損耗,在輸出電壓越高時，電暈放電引起的電能損失越大,故D正確,D項(xiàng)不符合題意。4.（2020·開封高二檢測)如圖所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交變電壓為500V，輸出的電功率為50kW,用電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處輸電，要求輸電線上損失的功率為輸出電功率的0.6%,則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器,到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶使用（兩個變壓器均為理想變壓器）。對整個輸電過程,下列說法正確的是 （)A.升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100B.輸電線上的電流為100AC。輸電線上損失的功率為300WD.降壓變壓器的輸入電壓為4700V【解析】選C。輸電線上的損失功率為ΔP=0。6％P=0。6％×50kW=300W，由ΔP=I2R=300W可得：輸電線上電流I=10A,變壓器副線圈電壓為U2=QUOTE=QUOTEV=5000V，升壓變壓器的匝數(shù)比為QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE,故A、B錯誤,C正確;輸電線損失電壓為ΔU=IR=30V，降壓變壓器的輸入電壓為U3=U2—ΔU=4970V,故D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】1.發(fā)電廠的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶間輸電導(dǎo)線的總電阻為R,通過導(dǎo)線的電流為I,用戶得到的電壓為U2，則下列輸電導(dǎo)線上損耗功率的表達(dá)式中錯誤的是 ()A。(U1-U2)I B。I2RC.QUOTE D.QUOTE【解析】選C。升壓變壓器的輸出電壓為U1,降壓變壓器的輸入電壓為U2,則輸電線上的電壓損失ΔU=U1-U2,輸電線上損失的功率為P損=ΔUI=I（U1—U2）或P損=QUOTE=QUOTE.則A、D正確，因?yàn)檩旊娋€上的電流為I，則輸電線上損失的功率P損=I2R。故B正確,C錯誤;此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選C。2。遠(yuǎn)距離輸電中，發(fā)電廠輸送的電功率相同,如果分別采用輸電電壓U1=11kV輸電和輸電電壓U2=110kV輸電。則兩種情況中,輸電線上損耗功率之比ΔP1∶ΔP2等于 （)A。1∶100B。10∶1C.1∶10D.100∶1【解析】選D.當(dāng)以不同電壓輸送時,有P=U1I1=U2I2,而在線路上損失的功率ΔP=I2R=（QUOTE)2R可知,損失的功率與電壓的平方成反比，即ΔP1∶ΔP2=100∶1,選項(xiàng)D正確。5.（2020·宜賓高三檢測）如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖。發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2。在輸電線路的起始端接入兩個互感器,原、副線圈的匝數(shù)比分別為10∶1和1∶10,電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,各互感器和電表均為理想的,則下列說法正確的是（）A。升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為QUOTE=QUOTEB。采用高壓輸電可以增大輸電線路中的電流,輸電電流為100AC.線路輸送電功率是220kWD.將P上移，用戶獲得的電壓將降低【解析】選C.根據(jù)變壓器的原理可得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為QUOTE=QUOTE,故A錯誤;采用高壓輸電可以減小輸電線路中的電流,從而減小輸電過程中的電能損失，根據(jù)電流互感器原理及匝數(shù)比為1∶10，由公式QUOTE=QUOTE=QUOTE得,輸電電流為IA2=10×10A=100A,故B錯誤；根據(jù)電壓表的示數(shù)為220V,根據(jù)變壓公式,QUOTE=QUOTE=QUOTE，輸電電壓為U2=10×220V=2200V，線路輸送電功率為P=U2IA2=220kW，故C正確；將P上移，則降壓變壓器的初級線圈減小，故用戶獲得的電壓將升高,故D錯誤。6。如圖為遠(yuǎn)距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖，變壓器均為理想變壓器。隨著用戶負(fù)載增多,發(fā)電機(jī)F達(dá)到額定功率時，降壓變壓器輸出功率仍然不足,用戶的用電器不能正常工作.那么在發(fā)電機(jī)以額定功率工作的情況下，為了減小輸電線上的電能損耗,適當(dāng)提高用戶的用電功率,可采取的措施是 ()A.適當(dāng)增大輸電線的電阻rB.適當(dāng)提高QUOTEC。適當(dāng)降低QUOTE的同時，提高QUOTED.適當(dāng)提高QUOTE的同時,降低QUOTE【解析】選D。在發(fā)電機(jī)以額定功率工作，輸電電流一定的情況下，通過減小輸電線的電阻，就可以減小輸電線上的電能損耗，適當(dāng)提高用戶的用電功率，選項(xiàng)A錯誤；也可以在發(fā)電機(jī)以額定功率工作時,通過適當(dāng)提高輸電電壓，減小輸電電流，從而減小輸電線上的電能損耗,適當(dāng)提高用戶的用電功率，選項(xiàng)D正確,B、C錯誤。二、非選擇題(本題共2小題，共24分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）7.(12分)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=1∶100,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n3∶n4=100∶1,遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻r=100Ω。若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為P1=750kW。求:（1)輸電線路損耗功率ΔP。（2）用戶端電壓U4。【解析】（1)由圖乙得U1=250V①又因?yàn)镻1=U1I1 ②對升壓變壓器有:QUOTE=QUOTE ③由焦耳定律得:ΔP=QUOTEr ④由①～④得:ΔP=90kW(2)對升壓變壓器有：QUOTE=QUOTE ⑤又因?yàn)棣=I2r ⑥故:U3=U2—ΔU ⑦對降壓變壓器有:QUOTE=QUOTE ⑧由⑤～⑧得：U4=220V答案:(1)90kW（2)220V8.(12分）發(fā)電廠輸出的交流電壓為U=22kV,輸送功率為P=2。2×106W,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶的電壓為220V,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為r=22Ω,求：（1）輸電導(dǎo)線上損失的電功率ΔP;(2）輸電導(dǎo)線上損失的電壓ΔU;(3)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2?！窘馕觥?1)根據(jù)題意有I=QUOTE=QUOTEA=100A輸電導(dǎo)線上損失的電功率ΔP=I2r=2.2×105W(2）輸電導(dǎo)線上損失的電壓ΔU=Ir=2。2×103V（3)由于U=DU+U1，故U1=U-ΔU=1.98×104V故QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE答案：(1)2。2×105W(2)2.2×103V（3）90∶1【加固訓(xùn)練】交流發(fā)電機(jī)的輸出電功率為100kW,輸出電壓為250V,欲向遠(yuǎn)處輸電,若輸電線的電阻為8。0Ω，要求輸電時輸電線上損失的電功率不超過交流發(fā)電機(jī)輸出電功率的5％,并向用戶輸送220V的電壓。（1）請畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖;(2）求升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（3)求降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比?！窘馕觥?1)輸電線路的示意圖如圖所示：（2）由P損=QUOTER線得：I線=QUOTEA=25A,由P=U2I線，得升壓變壓器的輸出電壓:U2=QUOTE=QUOTEV=4000V，所以升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比:QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE.（3)輸電線上的電壓為：U線=R線I線=8×25V=200V,所以降壓變壓器的輸入電壓為：U3=U2-U線=（4000—200)V=3800V，降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比:QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE.答案:（1)見解析（2）1∶16(3)190∶11(15分鐘·40分）9.（9分）（多選）（2020·全國Ⅱ卷)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。假設(shè)從A處采用550kV的超高壓向B處輸電,輸電線上損耗的電功率為ΔP,到達(dá)B處時電壓下降了ΔU。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電,輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達(dá)B處時電壓下降了ΔU′.不考慮其他因素的影響，則 ()A。ΔP′=QUOTEΔP B.ΔP′=QUOTEΔPC.ΔU′=QUOTEΔU D。ΔU′=QUOTEΔU【解析】選A、D。由電功率公式得ΔP=I2R,輸電線上電壓下降ΔU=IR，輸電電流為I=QUOTE,在輸送的電功率和輸電線電阻都不變時，U變?yōu)樵瓉淼?倍,電流變?yōu)樵瓉淼腝UOTE，則ΔP′=QUOTEΔP,ΔU′=QUOTEΔU，選項(xiàng)A、D正確,B、C錯誤。10。（9分）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示,發(fā)電機(jī)的輸出電壓穩(wěn)定,通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R0=11Ω的純電阻用電器供電.已知輸電線的總電阻R=10Ω，T2的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1,用電器兩端的電壓為u=220QUOTEsin100πt（V)，將T1、T2均視為理想變壓器。下列說法中正確的是（)A。升壓變壓器的輸入功率為400WB.升壓變壓器中電流的頻率為100HzC。輸電線消耗的功率為250WD。當(dāng)用電器的電阻減小時,輸電線消耗的功率減小【解析】選C。用電器的電流為I4=QUOTE=QUOTEA=20A根據(jù)QUOTE=QUOTE輸電線上的電流為I3=QUOTEI4=5A輸電線消耗的功率為P損=QUOTER=52×10W=250W用電器消耗的功率為P4=I2R0=202×11W=4400W升壓變壓器的輸入功率為P=(4400+250)W=4650W故A錯誤，C正確;變壓器只改變電壓,不改變頻率,故頻率f=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTEHz=50Hz故B錯誤;當(dāng)用電器的電阻R0減小時，由于電壓不變，電流增大，輸電線R消耗的功率增大，故D錯誤。故選C。11.（22分)如圖所示,作為北京奧運(yùn)會主場館之一的國家體育館“鳥巢"擁有9。1萬個座位,其扇形屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感,還隱藏著一座年發(fā)電量約為98550kW·h的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),供給體育館內(nèi)的照明燈等使用.假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×105W。求:(1)按平均每天太陽照射6小時計，該發(fā)電系統(tǒng)一年（365天計）能輸出多少電能？(2)假若輸出電壓250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電。所用輸電線的總電阻為8Ω,要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%.用戶獲得220V電壓,求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器和降壓變壓器?【解析】(1）P=1。0×105W，t=365×6hE=Pt=2.19×105kW·h（或E=7.884×