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2018版高中物理课时作业十三电能的输送新人教版选修3_2

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                      课时作业(十三) 电能的输送
    一、单项选择题
    1.以下关于电能输送的说法,正确的是(  )
                U2
    A.由公式    P=  R 知,输电电压越低,输电线上的功率损失越少
                U2
    B.由公式    P=  R 知,输电线电阻越大,输电线上的功率损失越少
    C.由公式    P=I2R 知,输电电流越大,输电线上的功率损失越大
    D.由公式    P=UI  知,输电线上的功率损失与电流成正比
                                2
    解析:输电线损失的功率           ΔP=I  R,故   C 正确;因   U=ΔU+U3,ΔU     为线损电压,
U3 为降压变压器的原线圈电压,A            中的  U 不是输电电压,故        A 错误,分析可知      B、D  也错
误.
    答案:C
    2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的.可是我们在晚上七、八点钟用电高
峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些.这是因为用电高峰时(  )
    A.总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,每盏灯两端的电压较低
    B.总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,通过每盏灯的电流较小
    C.总电阻比深夜时小,供电线路上的电流大,输电线上损失的电压较大
    D.供电线路上电流恒定,但开的灯比深夜时多,通过每盏灯的电流小
    解析:照明供电线路的用电器是并联的,晚上七、八点钟用电高峰时,用电器多,总
电阻变小,供电线路上的电流变大,输电线上损失的电压较大,用户得到的电压较小,
C 正确.
    答案:C
    3.水电站向小山村输电,输送电功率为                 50 kW,若以   1 100 V 送电,则线路损失为        10 
kW,若以   3 300 V 送电,则线路损失可降为(  )
    A.3.3 kW B.1.1 kW
    C.30 kW  D.11 kW
                                      P2
    解析:由    P=UI,ΔP=I2R    可得:ΔP=U2R,所以当输送电压增大为原来的                   3 倍时,
                  1
线路损失变为原来的9,即           ΔP=1.1 kW.
    答案:B

    4.远距离输电,原来用电压            U0 输电,在输电线上损失的电功率为             ΔP,现在要使输电
                            1
线上损失的电功率减少到原来的10,则输电电压应为(  )
    A.100U0  B. 10U0
      U0    U0
    C.10  D.100
                                                          P
    解析:设线路电阻为         r,损失功率为      ΔP=I2r,线路电流为        I=U0
             P2r
    解得  ΔP=U02
            1
    则 ΔP∝U02
                  1

    当 ΔP  为原来的10时,U′0=        10U0
    选项  B 正确.
    答案:B
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    5.(安庆高二检测)如图为远距离的简化电路图.发电厂的输出电压是                            U,用等效总电

阻是   r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是                I1,其末端间的电压为         U1.在输电线与用
户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为                    I2.则(  )


                     I1U1
    A.用户端的电压为         I2
    B.输电线上的电压降为          U
    C.理想变压器的输入功率为            I12r

    D.输电线路上损失的电功率为             I1U
    解析:由于输电线与用户间连有一理想变压器,设用户端的电压是                            U2,则  U1I1=
           I1U1

U2I2,得  U2= I2 ,故   A 正确;发电厂的输出电压是           U,所以输电线上的电压降不可能是
U,故   B 错误;等效总电阻是        r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是                 I1,所以输电线
路上损耗的功率是        I12r,故 C 错误;发电厂的输出电压是            U,末端间的电压为        U1,输电线
路上损失的电功率是         I1(U-U1),故   D 错误.
    答案:A
    二、多项选择题
    6.电能输送的过程中,若输送电功率一定,则在输电线上的功率损失(  )
    A.与输电线上电压损失的平方成反比
    B.与输送电压的平方成正比
    C.与输电线上电压损失的平方成正比
    D.与输电电流的平方成正比
                                                                         P
    解析:输电线上的功率损失            ΔP=I2R,电压损失       ΔU=U-U′=IR,输电电流         I=U,
              ΔU2   P
所以   ΔP=I2R=   R =(U)2R.可见在输送功率        P 一定时,ΔP    与  ΔU2 成正比,与     U2 成反比,
与  I2 成正比.
    答案:CD
    7.在远距离输电时,输送的电功率为                P,输送电压为      U,所用导线的电阻率为          ρ,横

截面积为    S,总长度为      L,输电线损失的电功率为          P′,用户得到的电功率为           P 用,则
P′、P  用的关系式正确的是(  )
            U2S
    A.P′=   ρL
            P2ρL
    B.P′=   U2S
               U2S

    C.P 用=P-   ρL
                PρL
             (1-   )
    D.P 用=P     U2S
                         L             P
    解析:输电线电阻        R=ρS,输电电流       I=U,
    故输电线上损失的电功率为
              P    L  P2ρL
    P′=I2R=(U)2ρS=    U2S
    用户得到的功率为
                     PρL
                  (1-   )
    P 用=P-P′=P       U2S .
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    答案:BD
    8.(烟台高二检测)某发电厂原来用              11 kV 的交变电压输电,后来改用升压变压器将电
压升到   220 kV 输电,输送的电功率都是           P.若输电线路的电阻为         R,则下列说法中正确的是
(  )
                  P                                    1
    A.根据公式     I=U,提高电压后输电线上的电流降为原来的20
                  U
    B.根据公式     I=R,提高电压后输电线上的电流增为原来的                   20 倍
                         P2                                         1
                     2
    C.根据公式     P 损=I  R=U2R,提高电压后输电线上的功率损失减为原来的400
                    U2

    D.根据公式     P 损= R ,提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的                     400 倍
                           P             ΔU
    解析:输电线上电流为          I=U,也可以用      I=  R 来表示,其中      ΔU 为输电线电阻       R 两端
                                                                      P2
                                                                  2
的电压,而不是输送电压,故             A 正确、B   错误;输电线上的功率损失为            P 损=I  R=U2R,
                  U2

C 正确;如果用      P 损= R ,则  U 应为  R 两端的电压     ΔU,故   D 错误.
    答案:AC

    9.如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数                        n1=n4I2,I4>I3,即  A1 的示数大于    A2 的示
数;A2  的示数小于     A3 的示数;又    I2=I3,所以    I1=I4,即  A1、A3 的示数相等,选项        A、
C 正确,B、D    错误.
    答案:AC

    10.如图为远距离输电示意图,发电机的输出电压                    U1 和输电线的电阻、理想变压器匝
数均不变,且      n1∶n2=n4∶n3.当用户用电器的总电阻减少时(  )


    A.U1∶U2=U4∶U3
    B.用户的电压      U4 增加
    C.输电线上损失功率增大
    D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率
              U1  n1  U3  n3

    解析:根据U2=n2,U4=n4,以及           n1∶n2=n4∶n3,知    U1∶U2=U4∶U3,故    A 正确.用
                                                                 2
户用电器总电阻减小,则电流增大,所以输电线上的电流增大,根据                             P 损=I R 知,输电线
上损耗的功率增大,根据           ΔU=IR  知,输电线上的电压损失变大,发电机的输出电压不变,

则升压变压器的输出电压不变,则降压变压器的输入电压变小,用户的电压                                U4 减小,故
C 正确、B   错误.用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差,故
                 中国现代教育网      www.30edu.com  全国最大教师交流平台

D 错误.
    答案:AC
    三、非选择题
    11.某小河水流量为        4  m3/s,水流下落的高度为        5  m.现在利用它来发电,设所用发
电机的总效率为       50%,求:
    (1)发电机的输出功率;
    (2)若输电导线的总电阻为          4  Ω,输电导线上损失的电功率为发电机输出功率的                     5%,
则需用多大的电压输送电能?
    (3)在(2)的条件下,输电导线上的电压损失.
    解析:(1)水由高处流下,重力势能转化为动能,推动水轮机做功,设水的流量为                                 Q,

则发电机的输入功率         P1=ρQgh
                                                3                     4
    所以输出功率为       P2=ηP1=ηρQgh=50%×1.0×10       ×4×9.8×5 W=9.8×10      W.
    (2)设输电电压为      U,输电线上的电流为         I,电阻为    R,损失的电功率为        P3.由 P3=
I2R 得
        P3   5%P2   5% × 9.8 × 104
    I=  R =   R  =        4      A=35 A
    由 P2=IU 得输电电压
       P2  9.8 × 104
    U=  I =  35    V=2.8×103 V.
    (3)输电导线上损失的电压为
    ΔU=IR=35×4 V=140 V.
    答案:(1)9.8×104 W (2)2.8×103 V
    (3)140 V
    12.(江西丰城中学周考)如图所示为演示远距离输电的装置,理想变压器                             T1、T2 的原
副线圈匝数比分别为         1∶4  和 5∶1,交流电源的内阻         r=1     Ω,三只灯泡的规格均为“6 
V,1 W”,输电线总电阻为         10 Ω.若三只灯泡都正常发光,则交流电源的电动势                    E 为多大?


    解析:设变压器       T1 的原线圈电压为      U1,副线圈电压为       U2,变压器    T2 的原线圈电压为
U3,副线圈电压为       U4.通过  T1 原线圈的电流为      I1,输电线中的电流为         I2,T2 副线圈中的电
流为   I3.根据题意得:U4=6 V,而        I3=0.5 A
                             n4

    对 T2,由  I2n3=n4I3 得:I2=n3I3=0.1 A
    线路上损失的电压为         ΔU 线=I2R  线=1 V
      U3  n3        n3

    由U4=n4得:U3=n4U4=30 V
    由线路上的电压关系得:U2=ΔU            线+U3=31 V
      U1  n1        n1

    由U2=n2得:U1=n2U2=7.75 V
    再对  T1 由 I1n1=I2n2 求得:I1=0.4 A
    最后由闭合电路欧姆定律得:E=I1r+U1=8.15 V
    答案:8.15 V
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