2019高中物理第三章电磁感应现象3.5高压输电练习（含解析）新人教版 4页

高压输电课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.中央电视台《焦点访谈》节目多次报道某些边远落后农村电价过高,农民负担过重,其中客观原因是电网陈旧老化。近年来进行农村电网改造,为减小远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.提高输电功率B.增大输送电流C.提高输电电压D.减小输电导线的横截面积解析:减小输电线路上电能损失的方法有两种:一是减小电阻,二是高压输电。答案:C2.远距离高压输电中的“高压”所指的含义是(　　)A.升压变压器输出端的电压B.用户得到的电压C.输电线上损耗的电压D.发电时发电机两端的电压解析:高压输电过程中,发电机两端的电压经升压变压器变成高压,加在输电线路上,输电线有电阻,损耗一部分电压,剩下的电压经过降压变压器降压后送给用户,因此A正确。答案:A3.(多选)在输送电功率一定的条件下为了减少输电线上的功率损失,以下方法可行的是(　　)A.选用横截面积较大的输电线B.降低输电电压从而减小输电线上的电流C.升高输出电压从而减小输电线上的电流D.选用电阻率较小的优质材料导线做输电线解析:输电线损耗的功率为ΔP=I2R=PU2R,R=PLS。可通过减少电流或电阻来减少输电线上的功率的损失。答案:ACD4.关于电能输送的以下分析,正确的是(　　)A.由公式P=U2R知,输电电压越高,输电线上功率损失越少B.由公式P=U2R知,输电导线电阻越大,输电线上功率损失越少C.由公式P=I2R知,输电电流越大,输电线上功率损失越大D.由公式P=UI知,输电导线上的功率损失与电流成正比n解析:输电导线上损失的功率P损=I2R=(ΔU)2R,ΔU指输电线上电阻的电压,而不是输电压。答案:C5.(多选)远距离输送一定功率的交变电流,若输送电压升高为原来的n倍,则以下说法正确的是(　　)A.输电线上的电功率损失是原来的1nB.输电线上的电功率损失是原来的1n2C.输电线上的电压损失是原来的1nD.输电线上的电压损失是原来的1n2解析:输电线损失的功率为ΔP=I2R=PU2R,输电线损失的电压为ΔU=IR=PUR。当输电电压升高为原来的n倍,ΔP变为原来的1n2,ΔU变为原来的1n。答案:BC6.远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电,则两种情况中,输电线上通过的电流之比I1∶I2等于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.1∶1B.3∶1C.1∶3D.9∶1解析:由P=UI得输电电流I=PU,则I1∶I2=U2∶U1=3∶1,选项B正确。答案:B7.输电线的电阻共计r,输送的电功率是P,用电压U送电,则用户能得到的电功率为多少?解析:输电线损耗的功率为ΔP=I2r=PU2r,所以用户得到的功率为P-ΔP=P-PU2r。答案:P-PU2r8.把功率为22kW的电能用总电阻为2Ω的导线输送到远方的用户,用220V的电压输电,损失的功率是多少?若改用22kV的电压输电,导线损失的功率又是多少?解析:P损1=I12R=PU12R=20kW。P损2=I22R=PU22R=2kW。答案:20kW　2kWB组(15分钟)n1.某变电站用220V的电压送电,导线损失的功率为输送功率的20%,若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%,则输送电压应为(　　)A.220VB.440VC.660VD.880V解析:设输送功率为P,送电电压U1=220V时,损失电功率ΔP1=20%P,又ΔP1=I12·R线,而I1=PU1,则ΔP1=P2U12R线,现要求ΔP2=5%P,同理ΔP2=P2U22R线,由上式得ΔP1ΔP2=20%5%=U22U12,所以输送电压应为U2=440V。答案:B2.(多选)发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校的输入电压为U2,下列计算线路损耗功率的式子正确的是(　　)A.U12RB.(U1-U2)2RC.I2RD.I(U1-U2)解析:输电线损失的功率为ΔP=I2R=PU12R=I·ΔU=I(U1-U2)=(ΔU)2R=(U1-U2)2R。答案:BCD3.导学号66824060(多选)在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有(　　)A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定,输出功率变大时,升压变压器的输出电压不变,A项错误;由I=PU可知,当输出功率增大时,输出电流增大,由U损=IR及P损=I2R可知,U损及P损均增大,故C项正确;当U损增大时,降压变压器的输出电压减小,B项错误;由P损=P2U2R可知,P损P=PU2R,故当输出功率增大时,输电线损耗功率占总功率的比例增大,D项正确。答案:CDn4.超导材料电阻降为零时的温度称为临界温度,1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料,利用超导材料零电阻的性质,可实现无损耗输电。现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kW,电压为800V,如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率是　　　　W。 解析:因为是一直流电路,故电路电流I=PU=40×103800A=50A。原来输电线的总电阻R线=0.4Ω,则原先损耗的功率ΔP=I2·R线=1000W,故节约的电功率为1000W。答案:10005.发电厂输出的交流电压为2.2万伏,输送功率为2.2×106W,在用户处安装一降压变压器,用户的电压为220V,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22Ω,求:(1)输电导线上损失的电功率。(2)降压变压器原、副线圈匝数之比。解析:(1)应先求出输送电流,由I线=P总U总=2.2×1062.2×104A=100A则损失功率为P损=I线2R线=1002×22W=2.2×105W。(2)变压器原线圈电压U1为U1=U总-U线=U总-I线R线=2.2×104V-100×22V=19800V所以原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=19800220=90∶1。答案:(1)2.2×105W　(2)90∶16.某发电站的输出功率为104kW,输出电压为4kV,通过理想变压器升压后向80km远处用户供电。已知输电线的电阻为R=25.6Ω,输电线路损失的功率为输出功率的4%,求:(1)升压变压器的输出电压。(2)输电线路上的电压损失。解析:理想变压器,高压输出端功率P输=P0,P0为发电机功率。(1)设升压变压器的输出电压为U输,输电线上电流为I,由线路损失可得I2R=P损I=P0×4%R=104×103×0.0425.6A=125A由P输=U输I得U输=P输I=104kW125A=80kV。(2)输电线路上的电压损失U损=IR=125×23.6V=3.2kV。答案:(1)80kV　(2)3.2kV