2022年高中物理第章交变电流第节远距离输电学业分层测评粤教版 .pdf
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1、1 远距离输电(建议用时:45 分钟)学业达标 1在远距离输电过程中,为减少输电线路上的电能损失,可采用的最佳方法是()A使输电线粗一些B 减小输电线长度C减少通电时间D 采用高压输电【解析】从造成电能损失的原因分析,要减少电能损失,需要减小电阻、减小输电电流,减小电阻已达到目前技术的极限了,因此,应当采用高压输电,减小输电电流【答案】D 2关于电能输送的以下分析,正确的是()【导学号:90270094】A由公式PU2R知,输电电压越高,输电线上功率损失越少B由公式PU2R知,输电导线电阻越大,输电线上功率损失越少C由公式PI2R知,输电电流越大,输电导线上功率损失越大D由公式PUI知,输电导
2、线上的功率损失与电流成正比【解析】输电线上损失的功率P损I2R线U2损R线,U损指输电线上的分压,而不是输电电压,选项C正确【答案】C 3如图 2-7-5 所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器若已知甲的变压比为5001,乙的变流比为2001,并且已知电压表两端的电压为200 V,通过电流表的电流为5 A,则输电线的输送功率为()图 2-7-5A1.1 102 W B 1.1 104 W C1.1 106 W D 1.1 108 W【解析】已知变压比为5001,电压表示数为220 V,故传输电压为:U220500 V1.1 105 V;已知变流比为2001,电流表示数为5 A
3、,故传输电流为:I5200 A 1 000 A;故电功率为:PUI1.1 105V1 000 A 1.1 108 W,故 D正确【答案】D 4(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,关于输电名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 12 页 -2 线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中,正确的是()A输电线上的电功率损失是原来的1/nB输电线上的电功率损失是原来的1/n2C输电线上的电压损失是原来的1/nD输电线上的电压损失是原来的n倍【解析】由PUI知,当输送的功率P一定时,电压升高为原来的n倍时,输电电流IP/UP/(nU)1nI;又P损I
4、2R线,所以输电线上的功率损失P损1nI2R线1n2P损,即 B正确输电线上的电压损失U损IR线1nIR线1nU损,C正确【答案】BC 5(2016宜昌高二检测)“西电东送”工程中,为了减少输电损耗,必须提高输电电压从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106 kW,输电电压为1 000 kV,输电线电阻为 100.若改用超导材料作为输电线,则可减少输电损耗的功率为()【导学号:90270095】A105 kW B 104 kW C106 kW D 103 kW【解析】输电电流IPU,输电线路损失的电功率P损I2RPU2R1105 kW;当改用超导输电时,就不损失电能,因此减少的输电损耗就等于
5、P损,A正确【答案】A 6如图 2-7-6 所示为远距离输电线路的示意图,若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是()图 2-7-6A升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压【解析】变压器的输入功率、输入电流的大小是由用户消耗的功率大小决定的,A、B项错误;用户的总电阻减小,根据PU2R,输电电压不变,消耗的功率增大,输电线上的电流增大,再根据P损I2r,因此线路损失功率增大,C项正确;升压变压器的输出电压等名师资料总结-精品资料欢迎
6、下载-名师精心整理-第 2 页,共 12 页 -3 于在输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器输入电压,D项错误【答案】C 7(多选)高压直流输电与高压交流输电相比()A高压直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗B高压直流输电所需的设备比高压交流输电所需的设备经济C高压直流输电技术简单D高压直流输电主要用于联系非同步运行的交流系统【解析】稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗,A正确;高压直流输电技术的要求高,所需的换流设备制造难价格高,B、C 错误;高压直流输电主要用于联系非同步运行的交流系统,D正确【答案】AD 8远距离输电的原理图如图2-7-7 所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、
7、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是()图 2-7-7A.I1I2n1n2B I2U2RCI1U1I22RD I1U1I2U2【解析】根据理想变压器的工作原理得I1U1I2U2、I1I2n2n1.U2不是加在R两端的电压,故I2U2R,而I1U1等于R上消耗的功率I22R与下一级变压器的输入功率之和,选项D正确【答案】D 能力提升 9(多选)在如图 2-7-8 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()【导学号:
8、90270096】图 2-7-8名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 12 页 -4 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】由题意可知升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,A错误;在电能输出过程中有:IPU,U线IR线,U3U2U线,因P变大,I变大,所以U线变大,所以降压变压器初级电压U3变小,则降压变压器的输出电压变小,B错误;由P损(PU)2R线,因P变大,所以P线变大,C正确;根据P损PPU2R线PPR线U2,因P变大,所以比值变大,D正确【答案】CD 10某水电站,用总电阻
9、为2.5 的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3106 kW.现用 500 kV 电压输电,则下列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为2105 A B输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C若改用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9108 kW D输电线上损失的功率为PU2/r,U为输电电压,r为输电线的电阻【解析】输出电功率P3106 kW,输电电压U500 kV,则输电线上输送的电流大小为IPU6103 A,所以 A错输电线上由电阻造成的损失电压U损Ir15 kV,所以 B正确输电线上损失的功率PU损IP2U2r,所以 D错若改用5 kV 电压输电,则输电线
10、上的极限电流I5 kV2.5 2 000 A,导线上最大消耗功率PI2r(2 000)22.5 W107 W,故 C错【答案】B 11远距离输电时,输送电压为6 000 V,功率为 500 kW,这时,安装在输电线路起点和终点的电能表一昼夜里读数相差4 800 kW h,则输电效率为多大?输电导线的电阻为多少?【导学号:90270097】【解析】由能量守恒定律可知:Pt4 800Pt100%14 80050024100%60%因为P损P40%,P损P2U2r名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 12 页 -5 所以r3610620010325101028.8.【答案】6
11、0%28.8 12风力发电作为新型环保能源,近年来得到了快速发展,如图 2-7-9所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线电阻为10.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:图 2-7-9(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;(2)画出此输电线路的示意图;(3)用户得到的电功率是多少【解析】(1)输电线损失的功率P损P4%100 kW4%4 kW.输电线电流I2P损R线410310 A20 A.升压变压器输出电压U2PI210010320 V5103 V.升压变压器原、副线圈匝数比:n1n2U1U2250
12、5 000120.电压损失U损I2R线2010 V 200 V.降压变压器原线圈端电压U3U2U损4 800 V.降压变压器原、副线圈匝数比n3n44 80022024011.(2)如图所示(3)用户得到的功率P户PP损96 kW.【答案】(1)1 20 24011(2)见解析图(3)96 kW 重点强化卷(三)交流电、变压器与远距离输电问题(建议用时:60 分钟)一、选择题名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 12 页 -6 1(2015四川高考)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速
13、转动,如图 1 所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()【导学号:90270098】图 1 A峰值是e0B 峰值是2e0C有效值是22Ne0D 有效值是2Ne0【解析】因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0,每匝中ab和cd串联,故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联,整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0,因线圈中产生的是正弦交流电,则发电机输出电压的有效值E2Ne0,故选项 D正确【答案】D 2如图 2 所示,理想变压器原、副线圈匝数比为201,两个标有“12 V6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡
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