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1、2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)(十三)電能的輸送 新人教版選修3-2
一、單項(xiàng)選擇題
1.以下關(guān)于電能輸送的說法,正確的是( )
A.由公式P=知,輸電電壓越低,輸電線上的功率損失越少
B.由公式P=知,輸電線電阻越大,輸電線上的功率損失越少
C.由公式P=I2R知,輸電電流越大,輸電線上的功率損失越大
D.由公式P=UI知,輸電線上的功率損失與電流成正比
解析:輸電線損失的功率ΔP=I2R,故C正確;因U=ΔU+U3,ΔU為線損電壓,U3為降壓變壓器的原線圈電壓,A中的U不是輸電電壓,故A錯(cuò)誤,分析可知B、D也錯(cuò)誤.
答案:C
2.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的.
2、可是我們?cè)谕砩掀?、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈,電燈比深夜時(shí)要顯得暗些.這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r(shí)( )
A.總電阻比深夜時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)多,通過每盞燈的電流小
解析:照明供電線路的用電器是并聯(lián)的,晚上七、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí),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.
答案:C
3.水電站向小山村輸電,輸送電功率為50 kW,若以1 100 V
3、送電,則線路損失為10 kW,若以3 300 V送電,則線路損失可降為( )
A.3.3 kW B.1.1 kW
C.30 kW D.11 kW
解析:由P=UI,ΔP=I2R可得:ΔP=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?,即ΔP=1.1 kW.
答案:B
4.遠(yuǎn)距離輸電,原來用電壓U0輸電,在輸電線上損失的電功率為ΔP,現(xiàn)在要使輸電線上損失的電功率減少到原來的,則輸電電壓應(yīng)為( )
A.100U0 B.U0
C. D.
解析:設(shè)線路電阻為r,損失功率為ΔP=I2r,線路電流為I=
解得ΔP=
則ΔP∝
當(dāng)ΔP為原來的時(shí),U′0=U0
選
4、項(xiàng)B正確.
答案:B
5.(安慶高二檢測(cè))如圖為遠(yuǎn)距離的簡(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,流入用戶端的電流為I2.則( )
A.用戶端的電壓為
B.輸電線上的電壓降為U
C.理想變壓器的輸入功率為Ir
D.輸電線路上損失的電功率為I1U
解析:由于輸電線與用戶間連有一理想變壓器,設(shè)用戶端的電壓是U2,則U1I1=U2I2,得U2=,故A正確;發(fā)電廠的輸出電壓是U,所以輸電線上的電壓降不可能是U,故B錯(cuò)誤;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,所
5、以輸電線路上損耗的功率是Ir,故C錯(cuò)誤;發(fā)電廠的輸出電壓是U,末端間的電壓為U1,輸電線路上損失的電功率是I1(U-U1),故D錯(cuò)誤.
答案:A
二、多項(xiàng)選擇題
6.電能輸送的過程中,若輸送電功率一定,則在輸電線上的功率損失( )
A.與輸電線上電壓損失的平方成反比
B.與輸送電壓的平方成正比
C.與輸電線上電壓損失的平方成正比
D.與輸電電流的平方成正比
解析:輸電線上的功率損失ΔP=I2R,電壓損失ΔU=U-U′=IR,輸電電流I=,所以ΔP=I2R==2R.可見在輸送功率P一定時(shí),ΔP與ΔU2成正比,與U2成反比,與I2成正比.
答案:CD
7.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),輸送
6、的電功率為P,輸送電壓為U,所用導(dǎo)線的電阻率為ρ,橫截面積為S,總長(zhǎng)度為L(zhǎng),輸電線損失的電功率為P′,用戶得到的電功率為P用,則P′、P用的關(guān)系式正確的是( )
A.P′=
B.P′=
C.P用=P-
D.P用=P
解析:輸電線電阻R=ρ,輸電電流I=,
故輸電線上損失的電功率為
P′=I2R=2ρ=
用戶得到的功率為
P用=P-P′=P.
答案:BD
8.(煙臺(tái)高二檢測(cè))某發(fā)電廠原來用11 kV的交變電壓輸電,后來改用升壓變壓器將電壓升到220 kV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.根據(jù)公式I=,提高電壓后輸電線上的電
7、流降為原來的
B.根據(jù)公式I=,提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍
C.根據(jù)公式P損=I2R=R,提高電壓后輸電線上的功率損失減為原來的
D.根據(jù)公式P損=,提高電壓后輸電線上的功率損失增大為原來的400倍
解析:輸電線上電流為I=,也可以用I=來表示,其中ΔU為輸電線電阻R兩端的電壓,而不是輸送電壓,故A正確、B錯(cuò)誤;輸電線上的功率損失為P損=I2R=R,C正確;如果用P損=,則U應(yīng)為R兩端的電壓ΔU,故D錯(cuò)誤.
答案:AC
9.如圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電電路,兩理想變壓器的線圈匝數(shù)n1=n4
8、 )
A.A1、A3的示數(shù)相等
B.A1、A2、A3的示數(shù)相等
C.A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)
D.A2的示數(shù)大于A3的示數(shù)
解析:因?yàn)椋?,=,n1=n4I2,I4>I3,即A1的示數(shù)大于A2的示數(shù);A2的示數(shù)小于A3的示數(shù);又I2=I3,所以I1=I4,即A1、A3的示數(shù)相等,選項(xiàng)A、C正確,B、D錯(cuò)誤.
答案:AC
10.如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變,且n1∶n2=n4∶n3.當(dāng)用戶用電器的總電阻減少時(shí)( )
A.U1∶U2=U4∶U3
B.用戶的電壓U4增加
C.輸電線上損失功率增大
9、
D.用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率
解析:根據(jù)=,=,以及n1∶n2=n4∶n3,知U1∶U2=U4∶U3,故A正確.用戶用電器總電阻減小,則電流增大,所以輸電線上的電流增大,根據(jù)P損=I2R知,輸電線上損耗的功率增大,根據(jù)ΔU=IR知,輸電線上的電壓損失變大,發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變,則升壓變壓器的輸出電壓不變,則降壓變壓器的輸入電壓變小,用戶的電壓U4減小,故C正確、B錯(cuò)誤.用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率與輸電線上損失的功率之差,故D錯(cuò)誤.
答案:AC
三、非選擇題
11.某小河水流量為4 m3/s,水流下落的高度為5 m.現(xiàn)在利用它來發(fā)電,設(shè)所用發(fā)電機(jī)的總效率為50%,求:
10、
(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率;
(2)若輸電導(dǎo)線的總電阻為4 Ω,輸電導(dǎo)線上損失的電功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%,則需用多大的電壓輸送電能?
(3)在(2)的條件下,輸電導(dǎo)線上的電壓損失.
解析:(1)水由高處流下,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,推動(dòng)水輪機(jī)做功,設(shè)水的流量為Q,則發(fā)電機(jī)的輸入功率P1=ρQgh
所以輸出功率為P2=ηP1=ηρQgh=50%×1.0×103×4×9.8×5 W=9.8×104 W.
(2)設(shè)輸電電壓為U,輸電線上的電流為I,電阻為R,損失的電功率為P3.由P3=I2R得
I=== A=35 A
由P2=IU得輸電電壓
U== V=2.8×103 V.
(3)
11、輸電導(dǎo)線上損失的電壓為
ΔU=IR=35×4 V=140 V.
答案:(1)9.8×104 W (2)2.8×103 V
(3)140 V
12.(江西豐城中學(xué)周考)如圖所示為演示遠(yuǎn)距離輸電的裝置,理想變壓器T1、T2的原副線圈匝數(shù)比分別為1∶4和5∶1,交流電源的內(nèi)阻r=1 Ω,三只燈泡的規(guī)格均為“6 V,1 W”,輸電線總電阻為10 Ω.若三只燈泡都正常發(fā)光,則交流電源的電動(dòng)勢(shì)E為多大?
解析:設(shè)變壓器T1的原線圈電壓為U1,副線圈電壓為U2,變壓器T2的原線圈電壓為U3,副線圈電壓為U4.通過T1原線圈的電流為I1,輸電線中的電流為I2,T2副線圈中的電流為I3.根據(jù)題意得:U4=6 V,而I3=0.5 A
對(duì)T2,由I2n3=n4I3得:I2=I3=0.1 A
線路上損失的電壓為ΔU線=I2R線=1 V
由=得:U3=U4=30 V
由線路上的電壓關(guān)系得:U2=ΔU線+U3=31 V
由=得:U1=U2=7.75 V
再對(duì)T1由I1n1=I2n2求得:I1=0.4 A
最后由閉合電路歐姆定律得:E=I1r+U1=8.15 V
答案:8.15 V