高中物理人教版2第五章交變電流第5章5

第五章5知能綜合訓(xùn)練(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊裝訂！)eq\x(◎必做部分)1．下列關(guān)于電能輸送的說法正確的是()A．輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)B．減小輸電導(dǎo)線上功率損失的唯一方法是采用高壓輸電C．減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的唯一方法是增大輸電線的橫截面積D．實(shí)際輸電時(shí)，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等解析：輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)．減少輸電線上的功率損失可采用高壓輸電，也可以減小輸電線電阻，即增大導(dǎo)線橫截面積，但不經(jīng)濟(jì)．實(shí)際輸電時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素．答案：AD2．某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P，若輸電線路的電阻為r，則下列說法中正確的是()A．據(jù)公式I＝eq\f(P,U)，提高電壓后輸電線上的電流降為原來的eq\f(1,20)B．據(jù)公式I＝eq\f(U,r)，提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍C．據(jù)公式P＝I2r，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的eq\f(1,400)D．據(jù)公式P＝eq\f(U2,r)，提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍解析：由I＝eq\f(P,U)得電壓損失ΔU＝Ir＝eq\f(P,U)r，因U2＝20U1故ΔU2＝eq\f(1,20)ΔU1，A正確；又因?yàn)棣＝I2r＝eq\f(P2,U2)r，故ΔP2＝eq\f(1,400)ΔP1，C正確．答案：AC3．遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸電線電阻一定，下列說法正確的是()A．輸電線上的電壓損失跟輸電電壓成正比B．輸電線上的功率損失跟輸電電壓成正比C．輸電線上的功率損失跟輸電電壓的平方成反比D．輸電線上的功率損失跟輸電線上的電壓損失的平方成正比解析：此題容易犯的錯(cuò)誤是將輸電電壓與損失電壓相混，由P＝eq\f(U2,R)而選B.正確的思路是由I線＝eq\f(P送,U送)可知ΔP＝eq\f(P\o\al(2,送),U\o\al(2,送))·R線，C對．ΔU＝eq\f(P送,U送)·R線，A錯(cuò)．ΔP＝eq\f(ΔU2,R線)，D對．答案：CD4．如圖為遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖：若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是()A．升壓變壓器原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無關(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少時(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：變壓器輸入功率、輸入電流的大小是由次級負(fù)載消耗的功率大小決定的，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．用戶的總電阻減小，據(jù)P＝eq\f(U2,R)，消耗的功率增大，輸電線電流增大，線路損失功率增大，C項(xiàng)正確，升壓變壓器的輸出電壓等于輸電線路電阻上損失電壓加上降壓變壓器輸入電壓，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C5．在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線電阻率為ρ，截面面積為S，導(dǎo)線的總長度為L.輸電線上損耗的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則P′和P用的關(guān)系式正確的是()A．P′＝eq\f(U2S,ρL) B．P′＝eq\f(P2ρL,U2S)C．P用＝P－eq\f(U2S,ρL) D．P用＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(PρL,U2S)))解析：輸電線電阻R＝ρeq\f(L,S)，輸電電流I＝eq\f(P,U)，故輸電線上損失的電功率為P′＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2ρeq\f(L,S)＝eq\f(P2ρL,U2S)，用戶得到的電功率為P用＝P－P′＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(PρL,U2S))).答案：BD6．某小型發(fā)電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電．已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u＝220eq\r(2)sin100πtV，降壓變壓器的副線圈與阻值R0＝11Ω的電阻組成閉合電路．若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是()A．通過R0電流的有效值是20B．降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為4∶1C．升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D．升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析：降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220V，負(fù)載電阻為11Ω，所以通過R0電流的有效值是20A，選項(xiàng)A正確；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，所以降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為4∶1，選項(xiàng)B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2答案：ABD7．水電站向小山村輸電，輸送電功率為50kW，若以1100V送電，則線路損失為10kW，若以3300V送電，則線路損失可降為()A．kW B．kWC．30kW D．11kW解析：由P＝UI，ΔP＝I2R可得：ΔP＝eq\f(P2,U2)R，所以當(dāng)輸送電壓增大為原來的3倍時(shí)，線路損失變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,9)，即ΔP＝kW.答案：B8．某變電站用220V的電壓送電，導(dǎo)線損失的功率為輸送功率的20%，若要使導(dǎo)線損失的電功率降為輸送功率的5%，則輸送電壓應(yīng)為多少？解析：設(shè)輸送功率為P，送電電壓U1＝220V時(shí)，損失電功率ΔP1＝20%P，又ΔP1＝Ieq\o\al(2,1)R線，而I1＝eq\f(P,U1)，則ΔP1＝eq\f(P2,U\o\al(2,1))R線．現(xiàn)要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝eq\f(P2,U\o\al(2,2))R線，由上式得eq\f(ΔP1,ΔP2)＝eq\f(20%,5%)＝eq\f(U\o\al(2,2),U\o\al(2,1))，所以輸送電壓應(yīng)為U2＝440V.答案：440V9．有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100∶1，原線圈上所加電壓為23kV，副線圈通過總電阻為2Ω的供電導(dǎo)線向用戶供電，用戶得到的電壓是220V，求供電導(dǎo)線上損耗的功率．解析：設(shè)原、副線圈匝數(shù)為n1、n2，原、副線圈上兩端電壓為U1、U2，有U2＝eq\f(n2,n1)U1＝230V設(shè)用戶電壓為U3，導(dǎo)線上的損失電壓為ΔU＝U3－U2＝10V導(dǎo)線上損失功率為P＝eq\f(ΔU2,r)＝50W.答案：50W10．如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為10kW，輸出電壓為400V，向距離較遠(yuǎn)的用戶供電．為了減少電能損失，使用2kV高壓輸電，最后用戶得到220V、kW的電能，求：(1)水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)；(2)輸電線路導(dǎo)線電阻r；(3)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n3,n4).解析：(1)升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(400,2000)＝eq\f(1,5).(2)輸送電流I2＝eq\f(P,U2)＝5A，輸電線上損失的電功率P損＝(10－kW＝kW又P損＝Ieq\o\al(2,2)r，所以r＝eq\f(P損,I\o\al(2,2))＝20Ω.(3)降壓變壓器原線圈上電壓為U3＝U2－I2r＝1900V所以降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(95,11)答案：(1)1∶5(2)20Ω(3)95∶11eq\x(◎選做部分)11．隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來越重要．某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()A．輸電線上損耗的功率為eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,2))B．輸電線上損耗的功率為eq\f(P\o\al(2,0)R,U\o\al(2,1))C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D．采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率解析：設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝eq\f(P2R,U\o\al(2,1))，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項(xiàng)正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則發(fā)電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C12．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220V，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220V的用電器正常工作，則()\f(n2,n1)＞eq\f(n3,n4)\f(n2,n1)＜eq\f(n3,n4)C．升壓變壓