2017_2018学年高中物理5.5电能的输送课下作业含解析新人教版选修3_220170728121.wps

电能的输送 1关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( ) A由功率 PU2/R，应降低输电电压，增大导线电阻 B由 PIU，应低电压小电流输电 C由 PI2R，应减小导线电阻或减小输电电流 D上述说法均不对 U2 解析：输电时导线上 损失的电压 UIR，它不同于输电电压，P 或 PIU 中的 U 应为 R 导线上损失的电压，故 A、B 错，导线上功率的损失为发热损失，即 PI2R，故 C 正确。 答案：C 2如图 1 为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是( ) 图 1 A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由 P 损I2R 可以看出， 在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由 R L 知，A 正确。二是减小输电电流，B 正确。若输电电压一定，由 PUI 知输送的电功率越大， S 输电电流越大，则输电中能量损耗 P 损I2R 越大，C 错误。电压越高，对输电线路绝缘性能的 要求越高，变压器的要求相应提高，线路修建费用会多很多，D 正确。 答案：ABD 3(2012·天津高考)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率 P，原线圈的电压 U 保持不变，输电线路的总电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的电功率为 P2 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线路损耗的电功率为 P2，则 P1和 分别为( ) P1 PR 1 P 1 A. ， B( )2R， kU n kU n 1 PR 1 P 1 C. ， D( )2R， kU n2 kU n2 解析：当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，副线圈输出电压为 kU，输出电流 IP/kU，线 P 路损耗的电功率为 P1I2R( )2R。若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，副线圈输出电 kU P 1 压为 nkU，输出电流 IP/nkU，线路损耗的电功率为 P2I2R( )2R。P2/P1 ，选项 D nkU n2 正确，A、B、C 错误。 答案：D 4发电机的路端电压为 U，经电阻为 r 的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为 P，则( ) P A输电线上的电流为 U U2 B输电线上的功率损失为 r P C用户得到的功率为 P( )2r U Pr D用户得到的电压为 U P 解析：由 题知，其供电原理如图所示，输电电流 I ，输电线功 U P 率损失 PI2r( )2r，电压 损失 UIr，用户功率 PPPP U P ( )2r，用户电压 UUUUIr。 U 答案：AC 5“西电东送”工程中为了减少输电损耗，必须提高输电电压。从洪家渡水电站向华东 某地输送电的功率为 106 kW，输电电压为 100 万伏，输电线电阻为 100，若采用超导材料作 为输电线。则可以减少输送损耗功率为( ) A1010 W B108 W C1010 kW D108 kW P 送 109 解析：输电线电阻 R100 时，电线损功率 P 线( )2R( )2 ×100 W108 W105 U 送 106 kW，用超导材料作为输电线 R0，则 P 线0。 答案：B 6某变电站用 11 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 电压升高到 220 kV输电，下面选项正确的是( ) U A因 I ，所以输电线上的电流增为原来的 20倍 R 2 P 1 B因 I ，所以输电线上的电流减为原来的 U 20 U2 C因 P ，所以输电线上损失的功率增为原来的 400倍 R 1 D若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原 来的 400 P 1 U 解析：由 PI2R( )2R 知，P P，C 错。本题 I ，故 A 错。若 P 不变， U 400 R U2 1 则 R P，R400R，由电阻定律可得：d d，D 错，选 B。 P2 20 答案：B 7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，则在两种情况下输电导线截面积之比 S1S2为( ) U2 U1 A. B. U1 U2 U2 U1 C( )2 D( )2 U1 U2 P2 P2 P2 解析：由输送的电功率 PIU，损失的电功率 PI2R，得 P R。由题意知， R1 U2 U21 U 2 R1 U21 L S1 U 2 R2，由此得 ，因为 R ，所以 。 R2 U S S2 U21 2 答案：C 8某水电站，用总电阻为 2.5 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输电线上由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 PU2/r，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 P 输 3 × 106kW 解析：输电线上输送的电流为 I 输 6 000 A，A 选项错误。输电线上由 U 输 500 kV 电阻造成的损失电压 U 损I 输×R 线6000 A×2.5 1.5×104 V，B 选项正确。若输电电压 U2 为 5 kV，则输电线上损失的功率不可能大于输电总功率 3×106 kW，C 选项错误，P 中，U r 应当为输电线上损失的电压，D 选项错误。 答案：B 9某电站，输送的电功率为 P500 kW，当使用 U5 kV的电压输电时，测得安装在输电 线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800度。求： 3 (1)这时的输电效率 和输电线的总电阻 r。 (2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？ 解 析：(1)由于输送功率为 P500 kW，一昼夜输送电能 EPt12 000度，终点得到的电 能 E7200 度，因此效率 60%，输电线上的电流可由 IP/U 计算，为 I100 A，而输电 线损耗功率可由 PrI2r 计算，其中 Pr4 800/24 kW200 kW，因此可求得 r20 。 P 1 (2)输电线上损耗功率 Pr( )2r ， U U2 原来 Pr200 kW，现在要求 Pr10 kW， 计算可得输电压应调节为 U22.4 kV。 答案：(1)60% 20 (2)22.4 kV 10 输送 4.0×106 W 的电能，若发电机输出电压为 2 000 V，选用变压器升压后应用横截面 积为 4.25 cm2的铜导线，把电能送到 400 km远处，线路损耗的功率为 5.0×105 W。求： (1)应选用匝数比为多少的升压变压器； (2)若已知铜的电阻率 1.7×108 ·m，在用户方使用降压变压器，其原线圈两端的 电压为多大。 解析：求升压变压器的匝数比，必须求出该变压器副线圈两端的电压，因变压器均为理想 变压器，即上述副线圈输送给线路的功率仍是 4.0×106 W，关键是求出输电线上的电流，问 题就迎刃而解了。 P L (1)由 PI2R 得 I ，式 中 P 为线路损耗功率，R 为线路总电阻，两条导线总电阻 R R S 2L 4 × 105 × 2 ，则 R1.7×108× 32 S 4.25 × 104 P 所以 I 125 A R 因为 P 输入P 输出，所以在升压变压器副线圈两端的电压为 P2 U2 3.2×104 V I n1 U1 1 故 。 n2 U2 16 (2)设 U2为降压器变压原线圈两端的电压，则 U2U2IR2.8×104 V。 答案：(1)116 (2)2.8×104 V 4