人教版選修32 第5章 第5節(jié)電能的輸送 課時(shí)作業(yè).docVIP

第五章第五節(jié) 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(13題為單選題，4題為多選題)1通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率p，原線圈的電壓u保持不變，輸電線路的總電阻為r。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為p1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為p2，則p1和分別為(d)a，b()2r，c，d()2r，解析：該題考查遠(yuǎn)距離輸電線路的功率損耗問題。解題的關(guān)鍵是要求出輸電電流。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，u2ku，此時(shí)輸電線上的電流i，線路損耗的功率p1i2r，當(dāng)匝數(shù)比為nk時(shí)，線路損耗的功率p2，則，d選項(xiàng)正確。2如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是u，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是i1，其末端間的電壓為u1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是i2。則(a)a用戶端的電壓為i1u1/i2b輸電線上的電壓降為uc理想變壓器的輸入功率為ird輸電線路上損失的電功率為i1u解析：本題考查遠(yuǎn)距離輸電，解題關(guān)鍵是弄清遠(yuǎn)距離輸電的原理和方法。根據(jù)變壓器的原理，有所以用戶端電壓u2u1，a正確；輸電線上的電壓降，ui；ruu1，b錯(cuò)誤；理想變壓器的輸入功率p1u1i1，c錯(cuò)誤；輸電線上損失功率p損iri1(uu1)，d錯(cuò)誤。3某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為p0，輸電電壓為u，輸電線的總電阻為r線。則下列說法不正確的是(a)a輸電線上的電流ib輸電線上的電流ic輸電線電阻上的功率損失p線()2r線d輸電線電阻上的電壓損失u線r線解析：輸電線上的電流為i線，a錯(cuò)，b對(duì)；根據(jù)p線i2r線，u線i線r線知c、d正確。4寒冷的冬季，低溫雨雪冰凍天氣容易讓高壓輸電線因結(jié)冰而損毀。2016年1月31日，貴州省共有59個(gè)縣(市、區(qū))降雪，22縣出現(xiàn)電線積冰，其中有6個(gè)縣電線積冰直徑達(dá)28毫米(含導(dǎo)線直徑26.8毫米)(如圖)，為清除高壓輸電線上的結(jié)冰，一項(xiàng)名為“1 100千伏特高壓隔離開關(guān)”的“破冰實(shí)驗(yàn)”在我國(guó)大興安嶺漠河縣取得成功，標(biāo)志著我國(guó)特高壓輸電技術(shù)已突破低溫環(huán)境制約。為消除高壓輸電線上的冰，假設(shè)利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時(shí)，高壓線上輸電電壓為u，電流為i，熱消耗功率為p損；除冰時(shí)，輸電線上的熱功率需要變?yōu)?p損，則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)(ad)a輸電電流為3ib輸電電流為9ic輸電電壓為3ud輸電電壓為u解析：輸電線上的功率損失為p損i2r線()2r線，由該式可知要使p損增大到原來(lái)的9倍，輸電電流應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的3倍或輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的，故a、d正確。二、非選擇題5(2016江西省贛州市十三縣(市)高二下學(xué)期期中)某發(fā)電站的輸出功率為104kw，輸出電壓為4kv，通過理想變壓器升壓后向80km遠(yuǎn)處供電。已知輸電導(dǎo)線的電阻率為2.4108m，導(dǎo)線橫截面積為1.5104m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失。答案：(1)8104v(2)3200v解析：(1)輸電線路的電阻為r2.410825.6()輸電線上損失的功率為p4%p4%104kw400kw由pi2r得i125a有pui得u8104v(2)輸電線路上電壓損失為uir125a25.63200v。6(2017廣西柳州市鐵路一中高二上學(xué)期期末)某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9kw，輸出電壓為500v，輸電線的總電阻為10，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%，求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要220v電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？答案：(1)137211(2)320v5760w解析：建立如圖甲所示的遠(yuǎn)距離輸電模型，要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線圈兩端的電壓之比。本題可以線路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線上的電流i線，再根據(jù)輸出功率求出u2，然后再求u3。(1)由線路損耗的功率p線ir線可得i線a6a又因?yàn)閜輸出u2i線，所以u(píng)2v1500vu3u2i線r線(1500610)v1440v根據(jù)理想變壓器規(guī)律，所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別是13和7211。(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送(模型如圖所示)，由p輸出ui線可得i線a18a所以線路損耗的功率p線i線2r線18210w3240w用戶得到的電壓u用戶ui線r線320 v用戶得到的功率p用戶p輸出p線(90003240)w5760w。 能力提升 一、選擇題(13題為單選題，4、5題為多選題)1(2017江西省寧師中學(xué)、會(huì)昌中學(xué)高二5月聯(lián)考)某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500v，輸出的電功率為50kw，用電阻為3的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的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(gè)變壓器均為理想變壓器)。對(duì)整個(gè)送電過程，下列說法正確的是(a)a升壓變壓器的匝數(shù)比為110b輸電線上的損失功率為3000wc輸電線上的電流為100ad降壓變壓器的輸入電壓為4700v解析：輸電線上損失功率為p損p0.6%501030.6%w300w，故b錯(cuò)誤；輸電線上的電流為i210a，升壓變壓器原線圈中的電流為：i1100a，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，得，故a正確c錯(cuò)誤；升壓變壓器副線圈兩端的電壓為u25000v，輸電線上損失的電壓為：u損i2r10330v，降壓變壓器輸入電壓為u35000304970v，d錯(cuò)誤。2(2017山西太原模擬)如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則(d)a用戶用電器上交流電的頻率是100hzb發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500vc輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定d當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小解析：由ut圖象知，發(fā)電機(jī)的頻率f50hz，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；其有效值為u250v，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；輸電線的電流由輸送功率和輸送電壓共同決定，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，其電流將減小，輸電線損失功率也減小，選項(xiàng)d正確。3(2017廣東梅州月考)某發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示，現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖所示。發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m，輸電線中的火線和零線均為某型號(hào)單股銅導(dǎo)線，該型號(hào)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為2.5104。安置區(qū)家用電器的總功率為44kw，當(dāng)這些額定電壓為220v的家用電器都正常工作時(shí)(c)型號(hào)最大輸出功率60kw輸出電壓范圍220300va輸電線路中的電流為20ab發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300vc在輸電線路上損失的電功率為8kwd如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則輸出電壓最大值是300v解析：額定電壓為220v的家用電器正常工作時(shí)，輸電線路中的電流ia200a，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤。發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓u0uir220v20024002.5104v260v，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤。輸電線上損失的功率p損i2r200224002.5104w8kw，故選項(xiàng)c正確。該柴油機(jī)輸出電壓的最大值um260v368v，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。4下圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1n42r，忽略燈絲電阻隨溫度的變化。當(dāng)a、b端接入低壓交流電源時(shí)(cd)aa1、a2兩表的示數(shù)相同bl1、l2兩燈泡的亮度相同cr1消耗的功率小于r3消耗的功率dr2兩端的電壓小于r4兩端的電壓解析：高壓遠(yuǎn)距離輸電的目的是使輸送線路上損失的能量更少，因此必須使a1中的電流比a2中的電流小，即i1i2；r1和r3消耗的功率分別為p1ir1，p3ir3，r1r3r，所以p1p3；r2、r4兩端電壓分別是：u2i1r2i1r，u4i2r4i2r，所以u(píng)2u4，因此選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤，c、d正確。5(2017廣東汕頭模擬)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，若電廠輸出電壓u1220sin100t(v)，則下列表述正確的是(ac)au1u4bu1220vc若u2提高為原來(lái)的10倍，輸電線上損失的功率為原來(lái)的d用戶得到的交變電流頻率為25hz解析：遠(yuǎn)距離輸電采用高壓輸電，先升壓，再降壓，故a正確。u1應(yīng)為有效值，故u1220v，b錯(cuò)誤。輸電線上損失的功率p損ir線()2r線，所以當(dāng)u2提高為原來(lái)的10倍時(shí)，功率損失為原來(lái)的，故c正確。交變電流的頻率f50hz，且變壓器不改變交變電流的頻率，故d錯(cuò)誤。二、非選擇題6(2016湖北黃岡中學(xué)高二上學(xué)期期末)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n1n21100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n3n