《红对勾》2022版高中物理人教版选修3-2练习：5-12电能的输送-Word版含答案.docx

课后巩固提升
限时：45分钟 总分：100分
一、单项选择题(每小题7分，共49分)
1．如下图所示，为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述错误的是(　　)

A．增加输电导线的横截面积有利于削减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．在输送电压确定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必需综合考虑各种因素，不愿定是电压越高越好
2．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损失的电压可表示为(　　)
A．U1 B．U1－IR
C．IR D．U2
3．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220sin 100πt(V)，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为抱负变压器，则下列说法中错误的是(　　)

A．通过R0电流的有效值是20 A
B．降压变压器T2原、副线圈的电压比为41
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率
4．“西电东送”工程中为了削减输电损耗，必需提高输电电压．从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106 kW，输电电压为1 000 kV，输电线电阻为100 Ω若改用超导材料作为输电线，则可削减输电损耗的功率为(　　)
A．105 kW B．104 kW
C．106 kW D．103 kW
5．在确定的两地间用铝导线输送确定功率的沟通电，现将输电电压提高1倍，并保持输电线上损失的功率不变，则用铝量可比增压前削减(　　)
A．25% B．50%
C．60% D．75%
6．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是由于此时(　　)
A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大
D．干路电流确定，支路比深夜时多，分去了一部分电压
7.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ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
二、多项选择题(每小题7分，共21分)
8．在电能输送过程中，若输送电功率确定，则在输电线上的功率损失(　　)
A．与输送电压成正比
B．与输送电压的平方成正比
C．与输电线上电压损失的平方成正比
D．与输电电流的平方成正比
9．某发电站接受高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线．则下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电流I＝
B．输电线上的电流I＝
C．输电线上损失的功率P＝2·R线
D．输电线上损失的功率P＝
答案
1．C　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失＝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：一是削减输电线的电阻，由R＝ρ知，A正确．二是减小输电电流，B正确．若输电电压确定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝I2R越大，C错误．在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输电电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确．
2．C　输电线上损失电压为ΔU，ΔU＝U1－U2＝IR，所以选项A、B、D错误，选项C正确．
3．C　降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 Ω，所以通过R0电流的有效值是20 A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为41，选项B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上的电压，选项C错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，选项D正确．
4．A　解答本题，应先计算输电电流，然后计算输电线路上损耗的功率．输电电流I＝，输电线路损失的电功率P损＝I2R＝()2R＝1×105 kW，当改用超导输电时，就不损失电能，因此削减的输电损耗就等于P损，A正确．
5．D　设输送沟通电的功率为P，输电电压为U，提高电压后为U′，所用铝导线总长度为l，总电阻为R，增压后电阻为R′
则由I＝P/U，P损＝I2R可得P损＝①
同理，P损′＝②
而P损＝P损′，U′＝2U，由①②得R′＝4R
由电阻定律R＝ρl/S，R′＝ρl/S′得S′＝S，所以V′＝，m′＝
所以用铝量仅为原来的，即25%，因此用铝量削减了75%.
6．C　此时用电器多，负载大，电阻小(由于用电器都是并联的)而变压器输出电压U不变，由I＝可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故C正确．
7．B　输电线上输送的电流为I输＝＝＝6 000 A，A选项错误；输电线上由电阻造成的损失电压U损＝I输R线＝6 000 A×2.5 Ω＝1.5×104 V，B选项正确；若输电电压为5 kV则输电线上损失的功率不行能大于输出总功率3×106 kW，C选项错误；ΔP＝中，U应当为输电线上损失的电压，D选项错误．
8．CD　输电线上的功率损失ΔP＝I2R，电压损失ΔU＝U－U′＝IR，输电电流I＝，所以ΔP＝I2R＝＝R，可见在输送功率P确定时，ΔP与I2成正比，ΔP与ΔU2成正比．
9．BC　输电线上的电流I线＝＝，故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝IR线＝2·R线＝，故C正确，D错误．
———————————————————————————

10．(2021·天津卷)如图所示，抱负变压器的原线圈连接一只抱负沟通电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调整，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦沟通电，则(　　)
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
三、非选择题(共30分)
11．发电机输出功率40 kW，输出电压400 V，用变压比(原、副线圈匝数比)为15的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω，到达用户后再用变压器降为220 V，求：
(1)输电线上损失的电功率是多少？
(2)降压变压器的变压比是多少？
12．一台发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V，现欲向远处输电，若输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，并向用户输送220 V电压，求：
(1)试画出这次输电线路的示意图．
(2)输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少？
(3)用户得到的电功率是多少？
答案
10.BC　保持Q的位置不动，则副线圈的输出电压不变，当P向上滑动时，副线圈电路中的总电阻变大，副线圈中的电流减小，依据变流比可知，原线圈中的电流减小，因此电流表的读数变小，A项错误，B项正确；保持P的位置不动，副线圈电路中的总电阻不变，当Q向上移时，副线圈的匝数增多，由变压比可知，副线圈的输出电压增大，副线圈中的电流增大，由变流比可知，原线圈中的电流增大，电流表读数变大，C项正确，D项错误．
11．(1)2.0×103 W　(2)9511
解析(1)发电机输出的电压为400 V，经升压变压器后电压U＝×400 V＝2.0×103 V，由P＝UI得输电线上的电流I＝＝ A＝20 A.
输电线上的功率损失
ΔP＝I2·R＝202×5 W＝2.0×103 W.
(2)输电线上的电压损失ΔU＝I·R＝20×5 V＝100 V，加在降压变压器原线圈两端的电压U1＝U－ΔU＝2.0×103 V－100 V＝1.9×103 V，降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)U2＝220 V.
降压变压器的变压比
＝＝＝.
12．(1)见解析图　(2)116　19011
(3)95 kW
解析：(1)由于是大功率、远距离输电，为了削减输电线路损失的电能，所以要接受高压输
电，电能送到用户以后，再用降压变压器向用户输送220 V电压．画出其输电线路的示意图如图所示．

(2)由于要求PR≤P2×5%，
又∵P1＝P2，∴PR＝5%×P1＝5%×100 kW＝5×103 W．故通过输电线的最大电流为：
I2＝ ＝ A＝25 A.
变压器B2输入功率
P2′＝P2－PR＝(100×103－5×103) W＝9.5×104 W，
I3＝＝ A＝ A，
I1＝＝ A＝400 A.
所以升压变压器的变压比＝＝＝.
降压变压器的变压比＝＝＝.
(3)由于是抱负变压器，用户得到的电功率即为降压变压器的输出功率．
P用＝P1－PR＝(100×103－5×103) W＝95 kW.