高二物理下冊電能的輸送練習(xí)題及參考答案
一、選擇題
1.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過輸電導(dǎo)線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項表示輸電導(dǎo)線上損耗的功率的是()
A.U21R B.U1-U22R
C.I2R D.I(U1-U2)
解析：選BCD.輸電線上損耗的功率P損=I2R=U2損/R=IU損，而U損=U1-U2，故B、C、D正確.
2.水電站向小山村輸電，輸送電功率為50 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
解析：選B.由P=UI，P=I2R可得：P=P2U2R，所以當(dāng)輸送電壓增大為原來3倍時，線路損失變?yōu)樵瓉淼?9，即P=1.1 kW.
3.(2010年高考江蘇卷)在如圖5-5-5所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，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，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，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
D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大
解析：選CD.對升壓(或降壓)變壓器而言，由變壓器電壓比U1∶U2=n1∶n2知，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，輸出電壓不變，故A選項不正確;由P=UI知，U不變，P增大，故I增大，使得輸電線上的電壓損耗U=I2R線增大，功率損耗P=I22R線增大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，輸出電壓減小，所以B不正確，C正確;因為輸電線上損耗的功率占總功率的比例為PP1=I22R線P1=P1U1n1n22R線P1=P1n21R線U21n22P1，所以隨發(fā)電廠輸出功率變大，該值變大，D正確.
4.輸電導(dǎo)線的電阻為R，輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的功率之比為()
A.U1∶U2 B.U21∶U22
C.U22∶U21 D.U2∶U1
解析：選C.由P=UI得輸電線中的電流I=PU，輸電線上損失的功率P損=I2R=(PU)2R=P2RU2.即在輸送功率和輸電線電阻不變的情況下，損失的功率與輸電電壓的平方成反比，所以P損1∶P損2=U22∶U21.
5.(2009年高考山東卷)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖5-5-6所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器).要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()
A.n2n1n3n4
B.n2n1
C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓
D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率
解析：選AD.由于輸電線上的'功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率.P出-P損=P入，故D正確.U2U1=n2n1，U3U4=n3n4，因為U1=200 V
6.為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰.若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為P;除冰時，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P，則除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)()
A.輸電電流為3 I B.輸電電流為9 I
C.輸電電壓為3 U D.輸電電壓為13U
解析：選AD.輸電線上的熱耗功率P線=I2R線，熱耗功率由P變?yōu)? P，則電流I變?yōu)? I，選項A正確.輸電功率P不變，由P=UI，電流變?yōu)? I，輸電電壓為13U，選項D正確.
7.在遠(yuǎn)距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為，橫截面積為S，總長度為L，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=U2S B.P=P2LU2S
C.P用=P-U2S D.P用=P(1-PLU2S)
解析：選BD.輸電線電阻R=LS
輸電電流I=PU
故輸電線上損失的電功率為
P=I2R=(PU)2LS=P2LU2S
用戶得到的電功率為
P用=P-P=P(1-PLU2S).
8.遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上由電阻造成的電壓損失和功率損失的說法中，正確的是()
A.輸電線上的電功率損失是原來的1/n;
B.輸電線上的電功率損失是原來的1/n2;
C.輸電線上的電壓損失是原來的1/n;
D.輸電線上的電壓損失是原來的n倍
解析：選BC.由P=UI知，當(dāng)輸送的功率P一定時，電壓升高為原來的n倍時，輸電電流I=P/U=P/(nU)=1nI.又P線=I2R線，所以輸電線上的功率損失P損=(1nI)2R線=1n2P損，即B正確，A錯誤.輸電線上的電壓損失U損=IR線=1nIR線=1nU損，C正確，D錯誤.
9.(2009年高考海南卷)一臺發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000 kW，電壓為4000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電.輸電線路總電阻R=1 k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V,60 W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則()
A.T1原、副線圈電流分別為103 A和20 A
B.T2原、副線圈電壓分別為1.8105 V和220 V
C.T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1
D.有6104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光
解析：選ABD.T1原線圈的電流為I1=P1U1=40001034000A=1103 A，輸電線上損失的功率為P損=I22R=10%P1，
所以I2=10%P1R=40001030.11103 A=20 A，選項A對;T1的變壓比為n1n2=I2I1=20103=150;T1上副線圈的電壓為U2=50U1=2105 V，T2上原線圈的電壓為U3=U2-I2R=2105 V-20103 V=1.8105 V，選項B對;T2上原、副線圈的變壓比為n3n4=U3U4=1.8105220=910311，選項C錯;能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N=90%P160=6104(盞)，選項D對.
二、非選擇題
10.有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100∶1，原線圈上所加電壓為23 kV，副線圈通過總電阻為2 的供電導(dǎo)線向用戶供電，用戶用電器得到的電壓是220 V，求供電導(dǎo)線上損耗的功率.
解析：設(shè)原線圈上所加電壓為U1，匝數(shù)為n1，副線圈上兩端電壓為U2，匝數(shù)為n2，有 U1U2=n1n2①
副線圈兩端通過導(dǎo)線向用戶供電，設(shè)用戶電壓為U3，導(dǎo)線上的電壓為U4，有U2=U3+U4②
導(dǎo)線上損失功率為P=U24R③
由①②③式得
P=(n2n1U1-U3)2/R
=11002.3104-22022 W=50 W.
答案：50 W
11.(2011年開封高二檢測)一座小型發(fā)電站的輸出功率是20 kW，輸電線路總電阻是5 .
(1)若輸電電壓是400 V，輸電線路損耗的功率是多少?
(2)若改用5000 V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2=22∶1的變壓器降壓，用戶得到的電壓是多少?
解析：(1)輸電線上的電流強度為
I=PU=20103400A=50 A，
輸電線路損耗的功率為
P損=I2R=5025 W=12500 W=12.5 kW.
(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流強度變?yōu)?/p>
I=PU=201035000A=4 A，
用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓
U1=U-IR=(5000-45)V=4980 V，
根據(jù)U1U2=n1n2可知，用戶得到的電壓為
U2=n2n1U1=1224980 V=226.4 V.
答案：(1)12.5 kW (2)226.4 V
12.小型水利發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出功率為24.5 kW，輸出電壓為350 V，輸電線總電阻為4 ，為了使輸電線損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，需在發(fā)電機(jī)處設(shè)升壓變壓器，用戶所需電壓為220 V，所以在用戶處需安裝降壓變壓器.輸電電路圖如圖5-5-7所示，求：
圖5-5-7
(1)輸電線上的電流.
(2)升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比.
(3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比.
解析：(1)輸電線上功率損失：
P=5%P1=5%24.5 kW=1225 W，
又因為P=I22R線，所以，輸電線上的電流為：
I2=PR線=12254A=17.5 A.
(2)升壓變壓器原線圈上的電流
I1=P1/U1=24.5 kW/(350 V)=70 A，
升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為
n1∶n2=I2∶I1=17.5∶70=1∶4.
(3)輸電線上電壓損失：U=I2R線=U2-U3，
降壓變壓器輸入電壓：
U3=U2-U=n2n1U1-I2R線
=(4350-17.54)V=1330 V.
降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為
n3∶n4=U3∶U用=1330∶220=133∶22.
答案：(1)17.5 A (2)1∶4 (3)133∶22
最后，希望小編整理的高二物理下冊電能的輸送期中練習(xí)題對您有所幫助，祝同學(xué)們學(xué)習(xí)進(jìn)步。
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