高考物理選修知識點鞏固練習 電能的輸送及應用 提高

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1、 【鞏固練習】 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．遠距離輸電時，在輸送功率不變的條件下（ ） A．只有增加導線的電阻，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，勢必增大輸電導線上能量的損耗 D．提高輸電電壓，勢必增大輸電導線上的電流 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)電機的輸出電壓為U，發(fā)電廠至學校的輸電導線總電阻為R，通過導線上的電流為I，學校得到的電壓為U2，則輸電導線上損耗的功率下列表達式錯誤是（ ） 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)嚴重受災，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴重，此次災情牽動億萬人的心。為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設計

4、了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應除冰。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ΔP；除冰時，輸電線上的熱功率需變?yōu)?ΔP，則除冰時（認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 濟南一模)如圖為發(fā)電廠向遠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線輸電，若輸送的電功率相等，在輸電導線上損失的電功率也相同，則在這兩種情況下輸電導線的橫截面積之比S1∶S2為（ ） A． B． C． D． 10．電學中的庫侖定律、歐姆定律、法拉第電磁感應定律、安培定則都是一些重要的規(guī)律，如圖是遠距離輸電系統(tǒng)的示意圖（為了簡單，設用戶的電器是電動機），下列選項中正確的是（ ） A．發(fā)電機能發(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；電動機通電后能轉(zhuǎn)動起來的主要原理是法拉

6、第電磁感應定律 B．發(fā)電機能發(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；電動機通電后能轉(zhuǎn)動起來的主要原理是庫侖定律 C．發(fā)電機能發(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；電動機通電后能轉(zhuǎn)動起來的主要原理是法拉第電磁感應定律 D．發(fā)電機能發(fā)電的主要原理是法拉第電磁感應定律；變壓器能變壓的主要原理是法拉第電磁感應定律；電動機通電后能轉(zhuǎn)動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，變電所需適時進行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖．保持輸入電壓u1不變，當滑動接頭P上下移動時可改變輸出電壓．某次檢測得到用戶電壓u2隨時

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，應將P適當下移 D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應將P適當上移 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，當滑動片處于線圈中點位置時，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)電機的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導線的電阻為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）一風力發(fā)電廠總裝機容量為1.2×105kW，若采用110kV的電壓向遠處的某地輸電。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（是輸電線和負載上電壓之和），所以不能用計算輸電線中的電流，在運用歐姆定律時，I、R、U應該對應于同一部分導體。因為輸送的功率一定

10、，由可知，當輸送的電壓增為原來的20倍時，電流減為原來的，所以選項B是正確的。選項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，所以是錯誤的。 輸電線上損失的功率一般用ΔP=I2R計算不容易出錯，從選項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，那么導線的橫截面積可減小為原來的，即導線的直徑可減為原來的擊，所以選項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A錯誤；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B錯誤；輸出功率決定輸入功率，升壓變壓器的輸入功率應等于用戶的功率與輸電線上消耗的功率之和，故選項C錯誤． 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選項正確，A、C、D均錯誤。 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B正確。 5．【答案】B 【解析】由P=UI，ΔP=I2R可得：，所以當輸送電壓增大為原來3倍時，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，U要與電阻R相對應，選項A中的U是輸出電壓不是輸電線電阻上的電壓，故A是錯誤的。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； 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】因為，，當ΔP、P、、一定時，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、變壓器、電動機的工作原理。發(fā)電機主要是將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的設

14、備，應用法拉第電磁感應定律原理；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)生感應電流，也是應用法拉第電磁感應定律原理；電動機是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的設備，通電導線在磁場中要受到力的作用從而運動，是安培定律的應用。 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項錯誤，B項正確．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項錯誤，D項正確． 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】當滑片處于線圈中點時，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，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）遠距離輸電原理圖如圖所示