高考物理選修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí) 電能的輸送及應(yīng)用 提高

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．某電站用1 kV交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線的電阻為R，現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到20 kV送電，下列說法正確的是（ ） A．因，所以輸電線上的電流增為原來的20倍 B．因，所以輸電線上的電流減為原來的 C．因，所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍 D．若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的直徑減為原來的 2．（2014 江蘇卷）遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式

2、中正確的是(　　) A. B． C． D．I1U1＝I2U2 3．輸電線的電阻共計(jì)為r，輸送的電功率為P，用電壓U送電，則用戶能得到的電功率為（ ） A．P B． C． D． 4．遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，在輸送功率不變的條件下（ ） A．只有增加導(dǎo)線的電阻，才能減小輸電電流，提高輸電效率 B．只有提高輸電電壓，才能減小輸電電流，提高輸電效率 C．提高輸電電壓，勢必增大輸電導(dǎo)線上能量的損耗 D．提高輸電電壓，勢必增大輸電導(dǎo)線上的電流 5．水電站向小山村輸電，輸送電功率為5

3、0 kW，若以1100 V送電，則線路損失為10 kw，若以3300 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 6．發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電導(dǎo)線總電阻為R，通過導(dǎo)線上的電流為I，學(xué)校得到的電壓為U2，則輸電導(dǎo)線上損耗的功率下列表達(dá)式錯(cuò)誤是（ ） A． B． C．I2R D．I(U1－U2） 7．2008年1月10日開始的低溫雨雪冰凍使我國部分地區(qū)嚴(yán)重受災(zāi)，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重，此次災(zāi)情牽動(dòng)億萬人的心。為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計(jì)

4、了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時(shí)，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱消耗功率為ΔP；除冰時(shí)，輸電線上的熱功率需變?yōu)?ΔP，則除冰時(shí)（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9I C．輸電電壓為3U D．輸電電壓為 8．(2015 濟(jì)南一模)如圖為發(fā)電廠向遠(yuǎn)處用戶的輸電電路示意圖，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。若輸送功率增大，下列說法中正確的有（ ） A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率增大

5、 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 9．用U1和U2兩種電壓通過相同長度和材料的導(dǎo)線輸電，若輸送的電功率相等，在輸電導(dǎo)線上損失的電功率也相同，則在這兩種情況下輸電導(dǎo)線的橫截面積之比S1∶S2為（ ） A． B． C． D． 10．電學(xué)中的庫侖定律、歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培定則都是一些重要的規(guī)律，如圖是遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的示意圖（為了簡單，設(shè)用戶的電器是電動(dòng)機(jī)），下列選項(xiàng)中正確的是（ ） A．發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是庫侖定律；變壓器能變壓的主要原理是歐姆定律；電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來的主要原理是法拉

6、第電磁感應(yīng)定律 B．發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是安培定則；變壓器能變壓的主要原理是歐姆定律；電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來的主要原理是庫侖定律 C．發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是歐姆定律；變壓器能變壓的主要原理是庫侖定律；電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律 D．發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律；變壓器能變壓的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律；電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來的主要原理是安培定則 11． 為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖．保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓．某次檢測得到用戶電壓u2隨時(shí)

7、間t變化的曲線如圖乙所示．以下正確的是(　　) A．u2＝190 sin(50πt) V B．u2＝190 sin(100πt) V C．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)下移 D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)上移 二、填空題 12．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=4∶1，原線圈輸入電壓U1=1410sin100πt（V），副線圈通過電阻R=1Ω的輸電線對用戶供電，則用戶處最多接________盞“220 V 40 W”的電燈可保證正常發(fā)光。 13．如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB=

8、100V，R0=40Ω，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值UCD為________V，通過電阻R0的電流有效值為________A。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 三、解答題 14．發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω，如果用初、次級匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用初、次匝數(shù)比為10∶l的降壓變壓器降壓供給用戶。 （1）畫出全過程的線路示意圖； （2）求用戶得到的電壓和功率； （3）若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率。 15．（2015 北京西城教

9、研）一風(fēng)力發(fā)電廠總裝機(jī)容量為1.2×105kW，若采用110kV的電壓向遠(yuǎn)處的某地輸電。已知從發(fā)電廠到某地的輸電線電阻為1Ω （1）求輸電導(dǎo)線損耗的功率； （2）為了降低損耗，把輸電電壓提高為220kV，求提高輸電電壓后比原來少損耗的功率。 （3）畫出遠(yuǎn)距離輸電的原理圖 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】BD 【解析】選項(xiàng)A中，，是輸電線中的電流，只是輸電線的電阻，但是U不是輸電線上損失的電壓，而是總的輸送電壓（是輸電線和負(fù)載上電壓之和），所以不能用計(jì)算輸電線中的電流，在運(yùn)用歐姆定律時(shí)，I、R、U應(yīng)該對應(yīng)于同一部分導(dǎo)體。因?yàn)檩斔偷墓β室欢?/p>

10、，由可知，當(dāng)輸送的電壓增為原來的20倍時(shí)，電流減為原來的，所以選項(xiàng)B是正確的。選項(xiàng)C中，R是輸電線的電阻，而U是輸送的總電壓，R與U不對應(yīng)，所以是錯(cuò)誤的。 輸電線上損失的功率一般用ΔP=I2R計(jì)算不容易出錯(cuò)，從選項(xiàng)B中已經(jīng)知道電流減為原來的，若ΔP不變，則輸電線的電阻可增為原來的400倍，根據(jù)，在電阻率、長度不變的條件下，那么導(dǎo)線的橫截面積可減小為原來的，即導(dǎo)線的直徑可減為原來的擊，所以選項(xiàng)D是正確的。 2．【答案】D　 【解析】對理想變壓器來說，輸出功率決定輸入功率，兩者總相等，故選項(xiàng)D正確；對只有一組副線圈的理想變壓器來說，通過原、副線圈的電流之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比的倒

11、數(shù)，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸出電流決定輸入電流，I2是由用戶的電流決定的，I1是由I2決定的，與輸電線上的電阻無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸出功率決定輸入功率，升壓變壓器的輸入功率應(yīng)等于用戶的功率與輸電線上消耗的功率之和，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 3．【答案】B 【解析】用戶能得到的電功率為輸送的電功率與輸電線上損失的熱功率之差，所以，B選項(xiàng)正確，A、C、D均錯(cuò)誤。 4．【答案】B 【解析】在輸送功率一定的前提下，P輸=U輸·I輸，，，所以選項(xiàng)B正確。 5．【答案】B 【解析】由P=UI，ΔP=I2R可得：，所以當(dāng)輸送電壓增大為原來3倍時(shí)，線路損失變?yōu)樵瓉淼模处=1.1 kW。 6．【答案

12、】A 【解析】用求電阻上損失的功率時(shí)，U要與電阻R相對應(yīng)，選項(xiàng)A中的U是輸出電壓不是輸電線電阻上的電壓，故A是錯(cuò)誤的。B中的U1－U2是輸電線電阻上的電壓，因此，B是正確的。C、D中的電流，是輸電線中的電流，故C、D都是正確的。 7．【答案】AD 【解析】輸電線上的功率損失為，由該式可知要使ΔP增大到原來的9倍，可知輸電電流變?yōu)樵瓉淼?倍或輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?，故A、D正確。 8．【答案】CD 【解析】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(cuò)誤；由于發(fā)電廠的輸出功率增大，則升壓變壓器的輸出功率增大，又升壓變壓器的輸出電壓不變，根據(jù)可輸

13、電線上的電流增大，根據(jù)，輸電線上的電壓損失增大，根據(jù)降壓變壓器的輸入電壓可得，降壓變壓器的輸入電壓減小，降壓變壓器的匝數(shù)不變，所以降壓變壓器的輸出電壓減小，故B錯(cuò)； 根據(jù)，又輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故C正確；根據(jù)，發(fā)電廠的輸出電壓不變，輸電線上的電阻不變，所以 輸電線上損耗的功率占總功率的比例隨著發(fā)電廠輸出功率的增大而增大，故D正確。 故選：CD 9．【答案】C 【解析】因?yàn)?，，?dāng)ΔP、P、、一定時(shí)，S與U2成反比，故C正確。 10．【答案】D 【解析】本題綜合考查了發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)的工作原理。發(fā)電機(jī)主要是將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)

14、備，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律原理；變壓器是由電流的變化產(chǎn)生磁場的變化，從而使得線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，也是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律原理；電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的設(shè)備，通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用從而運(yùn)動(dòng)，是安培定律的應(yīng)用。 11．【答案】BD 【解析】由圖乙可知，交變電流的最大值為190 V，周期為0.02 s，ω＝＝100π rad/s，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．為了讓用戶得到220 V的電壓，由＝可知，要想使電壓u2升高，n1必須變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確． 二、填空題 12．【答案】165 【解析】由題意知原線圈的輸入電壓為： ， 根據(jù)原、副線圈的匝數(shù)比

15、得副線圈的電壓為： ， 用電器正常工作電壓，則線路損失電壓為： ΔU=U2―U用=250 V―220 V=30 V， 輸電線上的電流為 。 每只燈泡的正常工作電流為 。 用戶最多可接電燈的盞數(shù)為 。 13．【答案】200 5 【解析】當(dāng)滑片處于線圈中點(diǎn)時(shí)，UCD=2UAB=200V，通過R0的電流I=UCD/R0=5A。 三、解答題 14．【答案】（1）圖見解析 （2）219.6 V 4.392×104 W （3）180 V 3.6×104 W 【解析】（1）示意圖如圖所示。 （1） 升壓變壓器次級的輸出電奪 。 據(jù)升壓變壓器輸出電

16、功率等于輸入電功率知，升壓變壓器次級輸出電流 。 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR=I2R=20×0.2 V=4 V， PR=I22R=202×0.2 W=80 W。 加到降壓變壓器初級上的輸入電流和電壓為 I3=I2=20 A， U3=U2―UR=2200 V―4 V=2196 V。 降壓變壓器次級的輸出電流和電壓為 ， 。 用戶得到的功率為 P4=I4U4=200×219.6 W=4.392×104 W。 （3）若不采用高壓輸電，用220 V低壓直接供電時(shí)，電路如圖所示， 則輸電電流 ， 輸電線路上的電壓損失 ， 所以用戶得到的電壓為 。 用戶得到的功率為 。 15．【答案】（1）；（2）；（3）見解析 【解析】（1）輸電線中的電流為： 則輸電線上損失的功率為： （2）輸電線中的電流為： 則輸電線上損失的功率為： 則提高輸電電壓后比原來少損耗的功率為 （3）遠(yuǎn)距離輸電原理圖如圖所示