課時素養(yǎng)評價十二

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時素養(yǎng)評價十二電能的輸送(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.輸送一定功率的交變電流,若輸電電壓提高到原來的n倍,則下列說法正確的是 ()A.輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?B.輸電線上的電壓損耗變?yōu)樵瓉淼膎倍C.輸電線上的電功率損耗變?yōu)樵瓉淼?D.為使輸電線上的電功率損耗不變,輸電距離可變?yōu)樵瓉淼膎倍【解析】選A。輸送一定功率的交變電流,輸電電壓提高到原來的n倍;根據(jù)I=PU可得,輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?n,故A正確;根據(jù)A項分析和U損=Ir線可得,輸電線上的電壓損耗變?yōu)樵瓉淼?n,故B錯誤;根據(jù)A項分析和P損=I2r線可得,輸電線上的電功率損耗變?yōu)樵瓉淼?n2,故C錯誤;輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?n,為使輸電線上的電功率損耗不變,據(jù)P損=I2r線2.采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的14kV kVkV 980kV【解析】選C。輸送電流I=PU,輸電線上損耗的功率ΔP=I2R=(PU)2R;可知輸電線上損耗的功率與輸電電壓的平方成反比,所以為使輸電線上損耗的功率減小為原來的3.圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsinωt的交流電源,若輸送電功率為2P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為 ()A.(n1n2)Um24(n1n2)2(PUm)2r (n2n【解析】選C。根據(jù)正弦式交流電最大值和有效值的關(guān)系可知,加在原線圈上的電壓U1=Um2,根據(jù)理想變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系可知,U1U2=n1n2,解得U2=n2Um2n1,輸電線上的電流I=4.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的?？墒俏覀冊谕砩掀摺它c鐘用電高峰時開燈,電燈比深夜時要顯得暗些。這是因為用電高峰時 ()A.總電阻比深夜時大,供電線路上的電流小,每盞燈兩端的電壓較低B.總電阻比深夜時大,供電線路上的電流小,通過每盞燈的電流較小C.總電阻比深夜時小,供電線路上的電流大,輸電線上損失的電壓較大D.供電線路上電流恒定,但開的燈比深夜時多,通過每盞燈的電流小【解析】選C。照明供電線路的用電器是并聯(lián)的,晚上七、八點鐘用電高峰時,用電器多,總電阻變小,供電線路上的電流變大,輸電線上損失的電壓較大,用戶得到的電壓較小,C正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】用電器與電源相距L,線路上電流強(qiáng)度為I,為使輸電線上的電壓損失不超過U,已知輸電線的電阻率為ρ,那么輸電線的橫截面積最小值應(yīng)是()A.ρLIUB.2ρLIUC.【解析】選B。根據(jù)歐姆定律得R=UI,根據(jù)電阻定律R=ρlS,又l=2L,解得S=5.四川特高壓輸電量已破千億千瓦時。如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。下列說法正確的是 ()A.若用戶用電功率增加,升壓變壓器的輸出電壓將增大B.若用戶用電功率增加,降壓變壓器的輸入電壓將增大C.若輸電功率一定,采用特高壓輸電會降低輸電的效率D.若輸電功率一定,采用特高壓輸電可減少輸電線上損耗的功率【解析】選D。由于發(fā)電廠的輸出電壓不變,升壓變壓器的匝數(shù)不變,所以升壓變壓器的輸出電壓不變,故A錯誤;由于用戶用電功率增加,降壓變壓器輸出的功率增加,故高壓輸電線上的電流變大,分壓變大,故輸入降壓變壓器的電壓變小,故B錯誤;若提高輸電電壓,由P損=(PU)26.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,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,輸電線上的熱功率需要變?yōu)?P損,則除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變) ()A.輸電電流為3I B.輸電電流為9IC.輸電電壓為3U D.輸電電壓為9U【解析】選A。輸電線上損失的功率為P損=I2R線=PU2R線,由該式可知要使P損增大為原來的9倍,輸電電流應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍或輸電電壓變?yōu)樵瓉淼摹狙a(bǔ)償訓(xùn)練】新疆首條連接南北疆的電力高速通道伊犁—庫車750千伏輸電線路工程正式投入使用,標(biāo)志著我國超高壓輸電技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。目前伊犁變電站的升壓變壓器原線圈的電壓為750V,副線圈的電壓為750千伏,升壓變壓器的輸出電功率為30萬千瓦,若伊犁—庫車750千伏輸電線的總電阻為20Ω,下列說法正確的是 ()A.伊犁—庫車750千伏輸電線的輸送電流是0.4AB.伊犁—庫車750千伏輸電線的輸送交流電的表達(dá)式為u=750sin100πt(kV)C.伊犁變電站的升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶1000D.伊犁—庫車750千伏輸電線上的功率損耗為×105W【解析】選C。由P=UI可知,輸送電流I=PU=30×107750×103A=400A,故A錯誤。750V為電壓的有效值,故表達(dá)式應(yīng)為U=7502sin100πt(kV),故B錯誤。根據(jù)電壓之比等于線圈匝數(shù)之比可得:n1∶n2=750∶750×103=1∶1000,故C正確。庫伊線輸電線上的功率損耗為:P損=I2二、計算題(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)值計算的要標(biāo)明單位)7.(12分)某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W,輸出電壓為U=×103V,假如輸電線的總電阻R=10Ω,在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%,用戶使用電壓U用戶=380V。(1)畫出輸電線路的示意圖。(標(biāo)明各部分的符號)(2)所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少?(使用的變壓器是理想變壓器)【解析】(1)畫出電路如圖所示。(2)I1=PU=P損=5%P=5%×5×105W=×104WP損=I2I2=P損RI3=P用戶U用戶=P-P所以n1n2=I2n'1n'2=I答案:(1)見解析圖(2)1∶1025∶18.(12分)發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶,如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器。發(fā)電機(jī)的輸出功率是100kW,輸出電壓是250V,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1∶25,輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%。(1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流。(2)求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓。(3)計算降壓變壓器的輸出功率。【解析】根據(jù)題意,畫出輸電線路圖。(1)對升壓變壓器,根據(jù)公式U2U1有U2=n2n1U1=I2=P2U2=P1U(2)因為ΔP=I2ΔP=所以R=0.04P1因為ΔU=U2-U3=I2R,U3=U2-I2R=(6250-16×V=6000V。(3)P4=P1-ΔP==×100000W=96000W。答案:(1)6250V16A(2)(3)96000W(15分鐘·40分)9.(7分)(多選)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U,采用圖示理想變壓器輸電,升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為m,降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n,輸電導(dǎo)線電阻為r,用戶的工作電壓為U。下列說法正確的是 ()>1B.輸電線上損失的功率為ΔP=UC.當(dāng)用電高峰時,升壓變壓器的輸出功率變大D.增大m,能夠減小線路的損耗【解析】選C、D。若變壓器的輸電功率為P,用戶得到的功率為P′,由于升壓變壓器輸入電壓為U,降壓變壓器輸出電壓為U,則升壓變壓器輸出電壓U2=1mU,降壓變壓器輸入電壓U3=nU,由于在輸電線上有功率損失,所以P>P′,即P1mU=P'nU,整理可得:mn<1,故A錯誤;根據(jù)變壓器的規(guī)律,升壓變壓器副線圈的電壓U2=1mU,且U3=nU,線路損失的電壓ΔU=U2-U10.(7分)如圖所示,為了減少輸電線路中電力損失,發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送,再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪?。某變電所電壓u0=110002sin100πtV的交流電降為220V供居民小區(qū)用電,則變電所變壓器 ()A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B.副線圈中電流的頻率是100HzC.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。降壓變壓器輸入電壓的最大值為110002V,則有效值為11000V,則:n1n2=U1U2=11【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)我國遠(yuǎn)距離輸送交流電用的電壓有110kV、220kV和330kV,輸電干線已經(jīng)采用500kV的超高壓,西北電網(wǎng)的電壓甚至達(dá)到750kV。對高壓輸電下列說法正確的是 ()A.采用高壓輸電是為了加快輸電的速度B.輸電電壓越高越好C.采用高壓輸電能夠降低輸電線路上的能量損耗D.實際輸送電能時要綜合考慮各種因素,依照不同情況選擇合適的輸電電壓【解析】選C、D。遠(yuǎn)距離輸電時,電壓過高將會帶來很多負(fù)面的影響,如對絕緣條件的要求增大,導(dǎo)線和大地組成電容也會引起能量損耗;輸送的功率一定,根據(jù)P=UI,知輸電電壓越高,輸電電流越小,根據(jù)P損=I2R,知輸電線上損耗的能量就小,而不是為了加快輸電速度,故A、B錯誤,C正確。實際輸電時,要綜合考慮各種因素,如輸電功率的大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等。故D正確。故選C、D。11.(7分)(多選)如圖所示,某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220V,正常情況下輸出的總功率P0=×104W,為了減少遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能損失,往往采用高壓輸電。輸送電壓為u=11002sin200πt(V),輸電線的總電阻r=5Ω,現(xiàn)要使額定電壓為220V的用電器正常工作,下列說法中正確的是 ()A.輸電線上的電流為220AB.降壓變壓器匝數(shù)比n3nC.用電器的額定功率P=×104WD.用電器上交流電的頻率是100Hz【解析】選C、D。輸送電壓u=11002sin200πt(V),可知輸送電壓的有效值為1100V,輸電線上的電流:I=P0U=8.U損=Ir=80×5V=400V,到達(dá)降壓變壓器的電壓:U3=U1-U損=1100V-400V=700V。所以降壓變壓器的匝數(shù)比:n3n4=U3U4=700220=3511,故B錯誤;輸電線損耗的電功率:P損=I2r=802×5W=32000W,到達(dá)降壓變壓器的電功率:P332000W=×104W理想變壓器的輸出功率等于輸入功率,所以用電器的額定功率也是×104W,故C正確;由于輸送電壓為u=11002sin200πt(V),可知輸送電壓的頻率為100Hz,所以用電器上交流電的頻率是100Hz,故D正確。12.(19分)在遠(yuǎn)距離輸電時,要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。某小型發(fā)電站,輸送的電功率為P=500kW,發(fā)電站輸出電壓為U1=250V。為減少輸送功率的損失,變電站先用一升壓變壓器將電壓升高到U2=5kV再輸出,在這種情況下,用戶端獲得的電功率為P1=340kW。所用變壓器均為理想變壓器。求:(1)升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為多少?(2)這樣輸電,效率仍然較低,若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么變電站應(yīng)將電壓升高到多少向外輸電?【解析】(1)由變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比即n1n2=U1(2)設(shè)輸電線上的電流為I,則有:I=PU2=500×1輸電線上損耗的功率為:P損=P-P1=160kW由P損=I2r代入數(shù)據(jù)得:r=16ΩP損′=2%P=10kW,I′=PU'2,P損代入數(shù)據(jù)解得:U′2=2×104V=20kV答案:(1)1∶20(2)20kV【補(bǔ)償訓(xùn)練】在遠(yuǎn)距離輸電時,要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個電站,輸送的電功率P=500kW,當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時,測得在一晝夜(24小時)內(nèi)在輸電線上的損失為4800kW·h。(1)求這時的輸電效率η和輸電線的總電阻r。(2)若使輸電效率提高到90%,又不改變輸電線,那么應(yīng)使用多高的電壓輸電?(3)在第(2)問的情況下,若用戶得到電壓為220V,則進(jìn)入用戶前的降壓變壓器的變壓比為多大?【解析】(1)輸送功率P=500kW,一晝夜輸送的電能E=Pt=12000kW·h終點得到的電能E′=E-Δ