1.在如图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( )
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:本题考查远距离输电中各物理量变化的分析.发电厂的输出电压不变,由变压器原理知,升压变压器的输出电压不变,a错误.由p=ui知,输送功率增大,线路中的电流增大,损失的电压增大,降压变压器原线圈的电压变小,其输出电压也变小,故b错误,c正确.输电线上损失的功率δp=i2r=r,所以=r,故输电线上损失的功率占总功率的比例随输送功率的增大而增大,d正确.
答案:cd2.中国已投产运行的1 000 kv特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kv的超高压输电,输电线上损耗的电功率为p.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kv的特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( )
abc.2p d.4p
解析:由p=ui可知,当输出电压由500 kv升高到1 000 kv时,电路中的电流将减为原来的一半;由p=i2r可知,电路中损耗的功率将变为原来的。答案:a
3.某水电站用总电阻为2.5 ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 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2.0×105 a
b.输电线上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9×108 kw
d.输电线上损失的功率为δp=,u为输电电压,r为输电线的电阻。
解析:该题考查远距离输电问题,要注意输电电压和输电线上损失电压的区别.当u=500 kv时,i==a=6×103 a,而u损=ir=15 kv,a错,b对.c项中损失的功率超出了输出功率,是不可能的,c错.δp=中,u为输电线电阻上的电压,而不是输电电压,d错.
答案:b4.某小型水电站的电能输送示意图如下,发电机的输出电压为200 v,输电线总电阻为r,升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 v的用电器正常工作,则( )
a. >b. d.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率。 解析:设升压变压器原、副线圈两端的电压分别为u1和u2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别是u3和u4,导线上的电压降为δu,则由变压器原理,有: 又由题设知u1u3. ③所以<. 由①②④联立得》,故选项a正确,选项b错误.由③式可知,选项c错误. 由于导线上有热功率损失,因此升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,选项d正确. 答案:ad5.对在电能远距离输送中所造成的电压损失,下列说法中正确的是( ) a.只有输电线的电阻才造成电压损失 b.只有输电线的电抗才造成电压损失。 c.输电线的电阻和电抗都造成了电压损失。 d.若用高压直流输电,可以减小因电抗造成的损失。 解析:远距离高压输电过程中,不仅线路上的电阻会造成电压损失,电容、电感的电抗也会造成电压损失.若用直流输电时,只有电阻的影响,无电抗的影响,故c、d正确. 答案:cd6.某电站用1 kv交变电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为r,现若用变压器将送电电压升高到20 kv送电,下列说法正确的是( ) a.因i=,所以输电线上的电流增大为原来的20倍 b.因i=,所以输电线上的电流减小为原来的。 c.因p=,所以输电线上损失的功率增大为原来的400倍。 d.若要使输电线上损失的功率不变,可将输电线的直径减小为原来的。 答案:bd7.若输电线的电阻共计为r,输送的电功率为p,送电电压为u,则用户能得到的电功率为( ) a.p b.p-r c.pd. r 解析:用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的热功率之差,所以p户=p-2r,b选项正确,a、c、d选项均错误. 答案:b 8.远距离输电时,在输送功率不变的条件下( ) a.只有增加导线的电阻,才能减小输电电流,提高输电效率。 b.只有提高输电电压,才能减小输电电流,提高输电效率。 c.提高输电电压,势必增大输电导线上能量的损耗。 d.提高输电电压,势必增大输电导线上的电流。 解析:在输送功率一定的前提下,p输=u输i输,p损=ir线,η=100%,所以选项b正确.答案:b 9.2023年1月10日开始的低温雨雪冰冻使我国部分地区严重受灾,其中高压输电线因结冰而损毁严重,此次灾情牵动亿万人的心.为消除高压输电线上的棱冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上输电电压为u,电流为i,热消耗功率为δp;除冰时,输电线上的热消耗功率变为9δp,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( a.输电电流为3i b.输电电流为9i c.输电电压为3u d.输电电压为u 解析:输电线上的功率损失为δp=i2r线=2r线,由该式可知,要使δp增大到原来的9倍,可知输电电流变为原来的3倍或输电电压变为原来的,故a、d正确.答案:ad 10.用u1和u2两种电压通过相同长度和材料的导线输电,若输送的电功率相等,在输电导线上损失的电功率也相同,则在这两种情况下输电导线的横截面积之比s1 s2为( ) abc. 2d. 2 解析:因为δp=2·ρ,当δp、p、ρ、l一定时,s与u2成反比,故c正确.答案:c 二、非选择题(共50分) 11.(10分)“二滩”水电站于2023年9月动工,2023年11月10日下闸蓄水,2023年开始向西南电网送电,设计装机容量为330×104 kw,2 000年竣工后,年发电量达到170亿度,大坝为混凝土双曲拱坝,坝高240 m,是20世纪亚洲装机容量、库容量最大的水利枢纽工程.设想将“二滩”的电能输送到成都地区,如果使用相同的输电线,从减少输电线上的电能损失来看,在50×104 v超高压和11×104 v高压两种输电方案中应选用___输电方案,因为该方案输电线上的电能损失是另一种的。 解析:据p损=r可知,在输出功率一定的前提下,如果r确定,则δp与u2成反比,故应选超高压输电方案.将两种方案的电压数值代入方程,可得到能量损失的比值. 答案:50×104 v超高压 4.84 12.(20分)发电机的端电压为220 v,输出电功率为44 kw,输电导线的电阻为0.2 ω,如果用初、次级匝数之比为1 10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级匝数比为10 1的降压变压器降压供给用户. 1)画出全过程的线路示意图;(2)求用户得到的电压和功率;(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率. 解析:(1)示意图如下图所示。 2)升压变压器次级的输出电压: u2=u1=×220 v=2 200 v. 根据升压变压器输出电功率等于输入电功率知,升压变压器次级输出电流为: i2==a=20 a. 输电线路上的电压损失和功率损失分别为: ur=i2r=20×0.2 v=4 v,pr=ir=202×0.2 w=80 w. 加到降压变压器初级上的输入电流和电压为: i3=i2=20 a,u3=u2-ur=2 200 v-4 v=2 196 v. 降压变压器次级的输出电流和电压为: u4=u3=×2 196 v=219.6 v,i4=i3=10×20 a=200 a. 用户得到的功率为: p4=i4u4=200×219.6 w=4.392×104 w. 3)若不采用高压输电,用220 v低压直接供电时,电路如图所示,则输电电流i==a=200 a,输电线路上的电压损失ur′=ir=200×0.2 v=40 v,所以用户得到的电压为u4′=u1-u′r=220 v-40 v=180 v.用户得到的功率为p4′=iu4′=200×180 w=3.6×104 w. 答案:(1)图见解析 (2)219.6 v 4.392×104 w 3)180 v 3.6×104 w 13.(20分)一座小型水电站,水以3 m/s的速度流入水轮机,而后以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m,水的流量为1 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机,20%使水温升高.求: 1)水温升高多少? 2)若发电机效率为80%,则发电机的输出功率多大? 3)若发电机的输出电压为240 v,输电线路电阻为16 ω,允许损失的电功率为5%,用户所需电压为220 v,电路如图所示,则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少?[变压器为理想变压器,g取10 m/s2,水的比热容为4.2×103 j/(kg·℃) 解析:(1)每秒钟水流机械能的损失为: e=m(v-v)+mgδh=2×104 j,其中有20%使水温升高,则cmδt=20%δe,所以δt=≈9.5×10-4℃. 2)发电机的输出功率为p出=×80%,而t=1 s,所以p出=12 kw. 3)根据题中所给的供电线路示意图得,p线=5%p出=600 w.因为p线=ir线,所以i线=6 a,又因i2=i线=6 a,i1==50 a,所以对升压变压器有=,即==.又因为i3=i线=6 a,i4==a,所以,对降压变压器有==. 答案:(1)9.5×10-4℃ (2)12 kw (3) 第五节电能的输送 教学目的1 了解电能输送过程。2 知道高压输电的道理。3 培养学生运用物理规律和公式分析实际问题的能力。二 教具。1 电能输送过程的挂图一幅 带有透明胶 2 小黑板一块 抄有题目 三 教学过程1 引入新课。讲述 前面我们学习了电磁感应现象和发电机,通过发电机我们可以大量地生产电能。... 电能的输送。30分钟 40分 一 选择题 本大题共5小题,每小题3分,共15分 1.高压输电线都架得很高,原因是 a.防止高压电弧触电 b.防止跨步电压触电。c.防止阻碍交通d.减小电能损失。2.某人站在地面上静止不动,一根高压输电线断开,一端落在他身边不远的地方,最安全的做法是 a.立即大步跑开b... 电能的输送 是学生学习了电 磁规律之后,用已有的知识来解决生活实际问题,它是电磁学知识的一个非常重要的综合应用。具有很高的科学价值。为了体现新课程的理念,在课堂教学中充分发挥学生的主动性,让学生利用所学的知识去 发现并解决相关问题,使学生获得成功的快感,激发学生学习的激情,并获得新知识。教学目标 1...高二物理电能的输送
九年级物理全册18 3电能的输送课时作业 新版 沪科版
人教版九年级物理《电能的输送》教学反思