?第４課時(shí) 電能的輸送
第三章 交變電流

一、單選題：
１.(2021·濟(jì)南高二檢測(cè))輸電線路改造前，傍晚時(shí)分家里的燈光昏暗，夜深人靜時(shí)燈光變得亮一些。如圖所示是家庭電路的簡(jiǎn)圖，設(shè)家庭電路電壓為220 V不變，兩條輸電線電阻分別為r(電阻較小)。下列說法正確的是(　　)

A.傍晚時(shí)分，用電器個(gè)數(shù)增多，輸電線上損耗的電壓變大
B．夜深人靜時(shí)，用電器個(gè)數(shù)減少，輸電線上損耗的功率變大
C．想要減小輸電線上電能的損耗，可以換細(xì)一點(diǎn)的輸電線
D．想要減小輸電線上電能的損耗，可以把銅質(zhì)輸電線換成鎳銅合金線
【答案】A
【解析】傍晚時(shí)分，用電器個(gè)數(shù)增多，輸電線上的電流增大，則輸電線上損耗的電壓變大，選項(xiàng)A正確；夜深人靜時(shí)，用電器個(gè)數(shù)減少，輸電線上的電流減小，則輸電線損耗的功率變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；想要減小輸電線上電能的損耗，要減小輸電線的電阻，即增加輸電線的橫截面積，即可以換粗一點(diǎn)的輸電線，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；想要減小輸電線上電能的損耗，要減小輸電線的電阻，把銅質(zhì)輸電線換成鎳銅合金線電阻變得更大，輸電線的電能損耗更大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選A。
２.(2021·海口高二檢測(cè))如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(　　)

A.() B．()
C．4()2()2r D．4()2()2r
【答案】Ｃ
【解析】加在原線圈上的電壓U1＝，根據(jù)電壓比與匝數(shù)比關(guān)系＝，所以U2＝，根據(jù)I＝可知，輸電線上的電流I＝，輸電線上消耗的功率P耗＝I2·2r＝4()2()2r。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。
故選Ｃ。
３．（2021·濟(jì)南高二檢測(cè)）如圖所示的遠(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)電廠的輸出電壓及輸電線的電阻R均不變。在用電高峰期，發(fā)電廠輸出功率將增大，下列說法正確的是（　?。?br />
A.升壓變壓器副線圈中電流變小
B．降壓變壓器副線圈中電流變小
C．輸電線上損耗的功率減小
D．用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小
【答案】D
【解析】發(fā)電廠輸出功率增大，根據(jù)P＝UI知，輸出電壓不變，則升壓變壓器原線圈中的電流增大，則副線圈中的電流也增大，故A錯(cuò)誤；用電高峰期時(shí)，用電器增多，則降壓變壓器中電流變大，故B錯(cuò)誤；升壓變壓器副線圈中的電流等于輸電線中的電流，則輸電線中的電流增大，根據(jù)P損＝I2R知，輸電線上損失的功率增大，故C錯(cuò)誤；用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例＝1－＝1－，因?yàn)檩旊娋€上的電流增大，則電壓損失增大，U2不變，所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小，故D正確。
故選D。
４．（2021·江蘇適應(yīng)性測(cè)試）小明分別按照?qǐng)D1和圖2電路探究遠(yuǎn)距離輸電的輸電損耗，將長(zhǎng)導(dǎo)線卷成相同的兩卷A、B來模擬輸電線路，忽略導(dǎo)線的自感作用。其中T1為理想升壓變壓器，T2為理想降壓變壓器，兩次實(shí)驗(yàn)中使用的燈泡相同，燈泡的電壓相等。兩次實(shí)驗(yàn)中（　　）

A.都接直流電源
B．A兩端的電壓相等
C．A損耗的功率相等
D．圖1中A的電流較大
【答案】D
【解析】變壓器不能改變直流電電壓，A錯(cuò)誤；兩次燈泡電壓相等，電流也一定相等，因?yàn)椋剿詧D1流過A的電流大于圖2流過A的電流，P＝I2R，圖1線圈A消耗的功率大于圖2線圈A消耗的功率，C錯(cuò)誤，D正確；由U＝IR可知圖1A兩端的電壓大，B錯(cuò)誤。
故選D。
５．某校為了確保教學(xué)的正常進(jìn)行，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)決定對(duì)全校的舊電網(wǎng)進(jìn)行改造并購置了一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)房到教學(xué)區(qū)距離較遠(yuǎn)，為了減少輸電線路上的電能損耗，以下措施中切實(shí)可行的是(　　)
A．提高輸電電壓 B．用超導(dǎo)材料做輸電線
C．提高輸送功率 D．減小輸電線的橫截面
【答案】A
【解析】提高輸電電壓，根據(jù)I＝，知輸送電流較小，根據(jù)P損＝I2R，知損失的功率較小，故A正確；應(yīng)用超導(dǎo)材料做輸電線，根據(jù)P損＝I2R，知損失的功率為0，但成本太高且常溫超導(dǎo)暫不能實(shí)現(xiàn)，故B錯(cuò)誤；提高輸送功率，根據(jù)I＝，知輸送電流較大，根據(jù)P損＝I2R，知損失的功率較大，故C錯(cuò)誤；減小輸電線導(dǎo)線的橫截面積，增大了電阻，根據(jù)P損＝I2R，知損失的功率較大，故D錯(cuò)誤。
故選A。
６.每年冬季，我國北方總會(huì)迎來冰凍雨雪天氣，如圖為電力公司工作人員監(jiān)測(cè)高壓電線覆冰厚度，為清除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)計(jì)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(shí)，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱損耗功率為ΔP；除冰時(shí)，輸電功率，輸電線電阻不變，輸電線上的熱損耗功率為4ΔP，則除冰時(shí)(　　)

A．輸電電壓為 B．輸電電流為
C．輸電電壓為4U D．輸電電流為4I
【答案】A
【解析】高壓線上的熱耗功率ΔP＝I2R線，電阻不變，若熱耗功率變?yōu)?ΔP，則4ΔP＝I′2R線，解得I′＝2I，B、D錯(cuò)誤；輸送功率不變，由P＝UI＝U′I′，解得U′＝U，C錯(cuò)誤，A正確。
故選A。
７.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們?cè)谕砩掀甙它c(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，電燈比深夜時(shí)要顯得暗些，這是因?yàn)榇藭r(shí)(　　)
A．總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小
B．總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每一支路的電流就小
C．總電阻比深夜時(shí)小，干路電流大，輸電線上損失的電壓大
D．干路電流一定，支路比深夜時(shí)多分去了一部分電流
【答案】C
【解析】晚上七八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，由于負(fù)載增多，各個(gè)負(fù)載是并聯(lián)，則總電阻減小，根據(jù)歐姆定律，輸電線上的電流增大，輸電線上損失的電壓變大，由于照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，所以用電高峰時(shí)用戶獲得的電壓減小，每盞燈兩端的電壓降低，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。
故選C。
８.小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)有穩(wěn)定的輸出電壓，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器T1升壓，然后通過輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處用戶附近的降壓變壓器T2，經(jīng)降低電壓后再輸送至各用戶。設(shè)T1、T2都是理想變壓器，那么在用電高峰期，隨用電器電功率的增加將導(dǎo)致(　　)

A.升壓變壓器初級(jí)線圈中的電流變小
B．升壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓變小
C．高壓輸電線路的電壓損失變大
D．降壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓變大
【答案】C
【解析】由于升壓變壓器的輸入電壓不變，隨用電器總功率的增加，則輸入功率也增加，所以升壓變壓器初級(jí)線圈中的電流變大，故A錯(cuò)誤；升壓變壓器的目的是提高電線上的電壓從而降低電線上的消耗，由于升壓變壓器的輸入電壓不變，原、副線圈匝數(shù)不變，則副線圈的電壓不變，故B錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電處于高峰期時(shí)，降壓變壓器的輸出功率會(huì)增大，從而導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電流變大，所以輸電線路損失的電壓變大，故C正確；當(dāng)用戶用電處于高峰期時(shí)，降壓變壓器的輸出功率會(huì)增大，從而導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電流變大，所以輸電線路的電壓變大，最終使得降壓變壓器的次級(jí)線圈上的電壓變小，故D錯(cuò)誤。
故選C。
９.隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮的開啟，中國5G基站的數(shù)量快速增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的城市也越來越多。但是5G基站單系統(tǒng)功耗量為4 kW(基站用電器功率)，而在4G時(shí)代，基站單系統(tǒng)功耗僅為1 kW。目前困擾5G發(fā)展的大難題是供電。如圖所示。某基站距離100 kV主供電線路約為5 km，線路電阻為40 Ω。現(xiàn)要將4G基站改造為5G基站，而且線路損耗為總功耗的20%，在只更換變壓器(均為理想變壓器)的前提下，高壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比應(yīng)變?yōu)?　　)

A．25∶1 B．50∶1 C．100∶1 D．400∶3
【答案】C
【解析】總功耗＝線路損耗＋基站功耗，線路損耗為總功耗的20%，5G基站功耗為4 kW，則總功耗為P總＝ kW＝5 kW，設(shè)線路電流為I2，則線路損耗P損＝IR線，得I2＝5 A，原線圈電流I1＝＝ A＝0.05 A，高壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比＝＝。
故選C。
10.某實(shí)驗(yàn)小組模擬遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，A、B為理想變壓器，R為輸電線路的電阻，燈泡L1、L2規(guī)格相同，保持變壓器A的輸入電壓不變，開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡L1正常發(fā)光，則(　　)

A．僅將滑片P上移，A的輸入功率不變
B．僅將滑片P上移，L1變暗
C．僅閉合S，L1變亮
D．僅閉合S，A的輸入功率變小
【答案】B
【解析】?jī)H將滑片P上移，變壓器A的副線圈匝數(shù)變小，變壓器A的輸出電壓變小，又因?yàn)檫h(yuǎn)距離輸電的輸送功率不變，根據(jù)P＝UI可知，輸電線上的電流變大，輸電線上損失的電壓變大，所以B變壓器的輸入電壓降低，輸出電壓也降低，所以L1兩端電壓變小，燈泡L1的實(shí)際功率變小，燈泡變暗；A變壓器的輸入功率也變小，A錯(cuò)誤，B正確；僅閉合S，則B變壓器的負(fù)載電阻變小，變壓器B輸出總電流變大，輸出功率變大，則升壓變壓器A的輸入功率也變大；輸電線上的電流變大，輸電線上損失的電壓變大，B變壓器的輸入電壓變小，輸出電壓也變小，即燈泡兩端的電壓變小，燈泡實(shí)際功率減小，燈泡變暗，C、D錯(cuò)誤。
故選B。
11.遠(yuǎn)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。降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n3、n4，電壓分別為U3、U4，電流分別為I3、I4。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（　?。?br />
A.＝
B．輸入用戶的電功率為I2U2－IR
C．夜間用戶用電量增大時(shí)，I3會(huì)變小
D．I1U1＝I3U3
【答案】B
【解析】升壓變壓器電流之比等于匝數(shù)的反比；故有＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；升壓變壓器副線圈的功率P2＝I2U2，輸電線上損耗的功率P損＝IR＝IR，所以降壓變壓器原線圈的功率P3＝I2U2－IR，輸入用戶的電功率等于降壓變壓器原線圈的功率P4＝P3＝I2U2－IR，選項(xiàng)B正確；如果用戶用電功率增加，使得電路中的電流強(qiáng)度I4增大，降壓變壓器匝數(shù)不變，則I3會(huì)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；升壓變壓器原線圈的輸出功率等于副線圈的電功率，有I1U1＝I2U2 ，I3U3＝I4U4，而I3U3＝I2U2－IR，所以I1U1≠I3U3，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
二．多選題：
12.（2021·青島高二檢測(cè)）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，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（　?。?br />
A.＞
B．＜
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
【答案】AD
【解析】＝，＝，因?yàn)閁1＝200 V＜U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U線，故＞，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，A正確；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。
故選：AD。
13．(2020·大同高二檢測(cè))交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，采用圖示理想變壓器輸電，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為m，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n，輸電導(dǎo)線電阻為r，用戶的工作電壓為U。下列說法正確的是(　　)

A．m

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