高中物理人教版選修第二冊(cè)課后練習(xí)19　電能的輸送

高中物理人教版選修第二冊(cè)課后練習(xí)19電能的輸送

i.在電能輸送過(guò)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.和輸電電壓的二次方成正比

B.和輸送電流的二次方成反比

C.和輸送電線上損失的電壓的二次方成正比

D.和輸送電流成正比

解析：輸電線上的功率損失△?="電，電壓損失△。=。一。，=1■煤衣現(xiàn)，輸電電流1及所以APT線2R

22

"岑-=（2）R可見(jiàn)在輸送功率P一定、輸電線電阻一定時(shí)，AP與/紳2成正比，AP與4展成正比，

△P與U2成反比。

答案：C

2.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為5,發(fā)電廠至學(xué)校的輸電導(dǎo)線的總電阻為R,通過(guò)導(dǎo)線的電流為工，學(xué)校

得到的電壓為。2,則輸電線上損耗的電壓可表示為（）

A.6B.Ui—IRC.IRD.U2

解析：輸電線的電壓損失△0=5-。2=工4故B錯(cuò)誤，C正確；6為輸出電壓，。2為用戶得到的電壓，

A、D錯(cuò)誤。

答案：C

3.如圖，利用理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當(dāng)用電高峰

到來(lái)時(shí)（）

A.輸電線上損耗的功率減小

B.電壓表Vi的示數(shù)減小，電流表Ai增大

C.電壓表V2的示數(shù)增大，電流表A2減小

D.用戶端功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小

解析：當(dāng)用電高峰到來(lái)時(shí)，用戶消耗的功率變大，則電流表A2讀數(shù)變大，輸電線上的電流變大，輸電線

上損耗的功率變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電流表Ai增大，因?yàn)榘l(fā)電廠的輸出電壓恒定，則升壓變壓器的次級(jí)

電壓不變，即電壓表Vi的示數(shù)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線上的電壓損失變大，故降壓變壓器的初級(jí)電

壓減小，次級(jí)電壓也減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出功率

p—p2

的比例r型=1一「】=1一字，因?yàn)檩旊娋€上的電流增大，故電壓損失增大，5不變，所以用戶消耗的

功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小，故D正確。故選D。

答案：D

4.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們?cè)谕砩掀甙它c(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開(kāi)燈，電燈比深

夜時(shí)要顯得暗些，這是因?yàn)榇藭r(shí)（）

A.總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小

B.總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每一支路的電流就小

C.總電阻比深夜時(shí)小，干路電流大，輸電線上損失的電壓大

D.干路電流一定，支路比深夜時(shí)多，分去了一部分電壓

解析：此時(shí)用電器多，電阻?。ㄒ?yàn)橛秒娖鞫际遣⒙?lián)的），干路電流大，輸電線上損失電壓大，導(dǎo)致電燈

兩端電壓減小，故比深夜時(shí)暗，故C正確。

答案：c

5.''西電東送〃工程中，為了減少輸電損耗，必須提高輸電電壓。從西部某電站向華東某地區(qū)輸送的電功

率為106kw,輸電電壓為1000kv,輸電線電阻為100Qo若改用超導(dǎo)材料作為輸電線，則可減少

輸電損耗的功率為()

A.105kWB.104kWC.106kWD.103kW

解析：輸電電流工3，輸電線路損失的電功率P報(bào)=/R=(寺)2R=I*IO5kW；當(dāng)改用超導(dǎo)輸電時(shí)，就不

損失電能，因此減少輸電損耗的功率就等于PM,A正確。

答案：A

6.(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(guò)變電站升壓后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，

再經(jīng)變電站將高壓變?yōu)榈蛪骸Ｄ匙冸娬景央妷簎o=ll000V2sinlOOirt(V)的交變電流降為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/I

B.副線圈中電流的頻率是50Hz

C.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：由uo=ll000V2sinlOOnt(V)得電壓的有效值為11000V,則原、副線圈之間的匝數(shù)之比

等于兩線圈的電壓之比，即50；1,A正確；由3=100nrad/s可得頻率為50Hz,變壓器不改變電

流的頻率，因此，副線圈的頻率也是50Hz,B正確；電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電

流要小，因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈導(dǎo)線粗，C錯(cuò)誤；居民小區(qū)各個(gè)用電器都是并聯(lián)的，它們的電

流總和等于副線圈中的電流，故D錯(cuò)誤。

答案：AB

7.發(fā)電機(jī)兩端的電壓為220V,輸出功率為44kW,輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Q,如果用原、副線圈

匝數(shù)比為1；10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10/I的降壓變壓器降壓

供給用戶，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器。

(1)畫(huà)出全過(guò)程的線路示意圖。

(2)求用戶得到的電壓和功率。

(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送給用戶，求用戶得到的電壓和功率。

解析：(1)線路示意圖如圖所示：

(2)由圖可知，升壓變壓器副線圈兩端的輸出電壓近衛(wèi)6=2200Vo根據(jù)理想變壓器PLPA,

則升壓變壓器副線圈的輸出電流12=竽黑

冬A=20A,輸電線上的功率損耗和電壓損失分別為

U2乙ZUU

22

Pii=I2Rn=20x0.2W=80W

。股=工2區(qū)a=20、0.2V=4V

所以降壓變壓器原線圈的輸入電壓和電流分別為

必=。2—U根=2200V—4V=2196V

13=12=20A

降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流分別為

。4口。3=77；*2196V=219.6V

?310

工4口［3=10x20A=200A

n4

用戶得到的功率為馬=。4工4=219.6、200W=4.392xl04Wo

vR線

（3）若直接給用戶供電，線路示意圖如圖所示

3

則輸電電流I=4yA=200A

Uizzu

榆電線路上的電壓損失△U，=LRK=200X0.2V=40V

所以用戶得到的電壓。2'=5—AU』？？。V—40V=180V

用戶得到的功率為P，=02'1'=180*200W=3.6xl04W?

答案：（1）見(jiàn)解析圖（2）219.6V4.392X104W

（3）180V3.6x104w

8.遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是（）

發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器用戶

A.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān)

B.輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定

C.當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)，輸電線上損失的功率增大

D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓

解析：變壓器的輸入功率、輸入電流的大小是由次級(jí)線圖所接的負(fù)載消耗的功率大小決定的，A、B錯(cuò)

誤；用戶用電器總電阻減小，據(jù)P4,消耗功率增大，輸電線中電流增大，線路損失功率增大，C正確；

升壓變壓器的輸出電壓等于輸電線路電阻上損失的電壓加上降壓變壓器的榆入電壓，D錯(cuò)誤。

答案:C

9.（多選）有人設(shè)計(jì)了這樣的除冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時(shí)，輸電線上送電電壓為

U,電流為工，熱耗功率為AP;除冰時(shí)，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?AP,則除冰時(shí)（認(rèn)為輸電功率和

輸電線電阻不變）（）

A.輸電電流為3TB.輸電電流為91

C.輸電電壓為3。D.輸電電壓為

解析：輸電線上的熱耗功率APUNR域，若熱耗功率變?yōu)?AP,則9AP=T，2R”，聯(lián)立得7，=31，A正

硫：輸送功率不變，即p=ur=m，，得所以D正確。

答案：AD

10.（多選）一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW、輸出電壓為4000V,經(jīng)變壓器當(dāng)升壓后向遠(yuǎn)方

輸電。輸電線路總電阻R=1kQo到目的地經(jīng)變壓器散降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡（220V60

W）o若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%,變壓器%和丁2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于

滿負(fù)荷工作狀態(tài)，貝I"）

A.受原、副線圈電流分別為1000A和20A

B.巧原、副線圈電壓分別為1.8x105v和220V

C.Ti和C的變壓比分別為1；50和40/1

D.有6x104盞燈泡（220V60W）正常發(fā)光

解析：遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，在升壓變壓器原線圈中有P=U1I1，故得原線圈中電流為1000A,

在遠(yuǎn)距離輸電線路中由AP=/線、次得A副線圈中電流為20A,故選項(xiàng)A正確；在遠(yuǎn)距離輸電線路中由

P=SZ2和工域=工2得。2=2x105V,由△0=!■我RK,△g（72—。3可得72原線圈電壓為1.8X105V,由

于燈泡能正常發(fā)光，故72副線圈電壓為220V,故選項(xiàng)B正確；由變壓器變壓特點(diǎn)知變壓比與匝數(shù)成

正比，故可得口變壓比為1..50,而政的變壓比為9000：11,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；正常發(fā)光時(shí)每盞燈

的功率為60W,由90%P=NPR,可得N=6xl04,故選項(xiàng)D正確。

答案：ABD

11.（多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V,輸電線總電阻為

r,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為小、小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為4、2（變壓器均為

理想變壓器）。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則（）

B.也〈也

?1?4

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：由于輸電線上有電阻，所以要考慮電壓損失，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，可噴噴，故A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；考慮到輸電線

上也有電功率的損失，可知D項(xiàng)正確。

答案：AD

12.某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20kW,輸電線總電阻是6Q。（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

（1）若采用380V的電壓輸電，求輸電線損耗的功率。

（2）若改用5000V高壓輸電，用戶利用m；n2=22；］.的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。

解析：（1）輸電線上的電流為

3

TP_20X10入匚，,c3

1^U-380A-52-63A

榆電線路損耗的功率為P,*=12&=52.632*6W=16.62kW?

（2）改用高壓輸電后，輸電線上的電流變?yōu)?/p>

P_20X103

二幣~5000A=4A

用戶在變壓器降壓前獲得的電壓

U