電能的輸送A級 必備知識基礎(chǔ)練1.某用電器離供電電源的距離為l,線路上的電流為I,已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ,若要求線路上的電壓損失不超過U,那么,該輸電導(dǎo)線的橫截面積的最小值是(　　)A. B.C. D.2.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1,發(fā)電廠至學(xué)校的輸電導(dǎo)線的總電阻為R,通過導(dǎo)線的電流為I,學(xué)校得到的電壓為U2,則輸電線上損耗的電壓可表示為(　　)A.U1 B.U1-IRC.IR D.U23.如圖所示,利用理想變壓器進行遠距離輸電,發(fā)電廠的輸出電壓恒定,輸電線路的電阻不變,當(dāng)用電高峰到來時(　　)A.輸電線上損耗的功率減小B.電壓表V1的示數(shù)減小,電流表A1增大C.電壓表V2的示數(shù)增大,電流表A2減小D.用戶端功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小4.如圖所示為遠距離輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1,在輸電線與用戶間連有一理想變壓器,流入用戶端的電流為I2,則(　　)A.輸電線路上損失的電功率為I1UB.輸電線上的電壓降為UC.理想變壓器的輸入功率為rD.用戶端的電壓為5.通過一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,從變壓器到用戶的輸電線路的總電阻為R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時,線路損耗的電功率為P1,若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk,線路損耗的電功率為P2,則P1和分別為(　　)A. B.()2R,C. D.(2R,6.為了減少輸電線路上的電能損耗,發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電站升壓后通過遠距離輸送,再經(jīng)變電站將高壓變?yōu)榈蛪骸Ｄ匙冸娬緦㈦妷?/span>u0=11 000sin 100πt(V)的交流電壓降為220 V供居民小區(qū)用電,則變電站變壓器(　　)A.原、副線圈匝數(shù)比為1∶50B.副線圈中電流的頻率是50 HzC.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D.原線圈中的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和7.假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P。保持輸電功率和輸電線電阻都不變,改用1 000 kV特高壓輸電,若不考慮其他因素的影響,則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?　　)A. B.C.2P D.4P8.(多選)(2023湖北武昌高二月考)遠距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為a,降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為b,輸電線的總電阻為R,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠輸出的電壓恒為U。若由于用戶的負載變化,使電壓表V2的示數(shù)增大了ΔU,則下列判斷正確的是(　　)A.電壓表V1的示數(shù)增大B.電流表A2的示數(shù)減小了C.電流表A1的示數(shù)減小了D.輸電線損耗的功率減小了RB級 關(guān)鍵能力提升練9.(多選)(2023廣東深圳高二期中)為了研究遠距離輸電時輸電導(dǎo)線的總電阻對電路的影響,某學(xué)校興趣小組設(shè)計了如圖所示的電路。a、b間接入正弦交流發(fā)電機,發(fā)電機輸出電壓保持不變。用滑動變阻器接入的電阻模擬輸電導(dǎo)線的總電阻,變壓器可視為理想變壓器,L1、L2為兩個規(guī)格相同的燈泡且其電阻可視為不變,開始時開關(guān)S處于閉合狀態(tài)。下列說法正確的是(　　)A.當(dāng)滑動變阻器滑片向右滑動時,兩燈泡均變亮B.當(dāng)滑動變阻器滑片向右滑動時,a、b間輸出的總功率變小C.當(dāng)開關(guān)S斷開時,燈泡L1變亮D.當(dāng)開關(guān)S斷開時,變壓器的輸出功率變小10.(多選)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示,發(fā)電機的輸出電壓為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.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11.如圖所示為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖,T為理想變壓器,V1、A1為監(jiān)控供電端的電壓表和電流表,V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器輸出端的電壓表和電流表,R1、R2為教室的負載電阻,V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表,配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離,則當(dāng)開關(guān)S閉合時,以下說法正確的是(　　)A.電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B.只有電流表A1的示數(shù)變大C.電壓表V3的示數(shù)變小D.電壓表V2和V3的示數(shù)都變小12.某電站輸送的電功率為P=500 kW,當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時,測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電能表一晝夜示數(shù)相差4 800 kW·h。(1)求這時的輸電效率η和輸電線的總電阻r。(2)若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電?(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
電能的輸送1.B　輸電線的電阻R=ρ,輸電線上的電壓損失U=IR=Iρ,所以S=,故B正確。2.C　輸電線的電壓損失ΔU=U1-U2=IR,故B錯誤,C正確;U1為輸出電壓,U2為用戶得到的電壓,A、D錯誤。3.D　當(dāng)用電高峰到來時,用戶消耗的功率變大,則電流表A2讀數(shù)變大,輸電線上的電流變大,輸電線上損耗的功率變大,選項A錯誤;電流表A1增大,因為發(fā)電廠的輸出電壓恒定,則升壓變壓器的次級電壓不變,即電壓表V1的示數(shù)不變,選項B錯誤;輸電線上的電壓損失變大,故降壓變壓器的初級電壓減小,次級電壓也減小,即電壓表V2的示數(shù)減小,選項C錯誤;用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出功率的比例=1-=1-,因為輸電線上的電流增大,故電壓損失增大,U1不變,所以用戶消耗的功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小,故D正確。4.D　發(fā)電廠的輸出電壓是U,末端間的電壓為U1,輸電線路上損失的電功率是I1(U-U1),故A錯誤;發(fā)電廠的輸出電壓是U,所以輸電線上的電壓降不可能為U,故B錯誤;用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,所以輸電線損耗的功率是r,故C錯誤;由于輸電線與用戶間連有一理想變壓器,設(shè)用戶端的電壓是U2,則U1I1=U2I2,得U2=,故D正確。5.D　原線圈的電流為I1=,由于P、U不變,故I1不變,由=k得P1=R=2R;由=nk得P2=I2'2R=2R,則,故選項D正確。6.B　原、副線圈匝數(shù)比,A錯誤;變壓器不改變交變電流的頻率,B正確;原線圈中的電流較小,導(dǎo)線較細,C錯誤;副線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和,D錯誤。7.A　當(dāng)以不同電壓輸電時,有P=UI,而在輸電線上損耗的電功率為ΔP=I2R=,則損耗的電功率與電壓的二次方成反比,即ΔP1∶ΔP2=4∶1,所以輸電線上損耗的電功率為,故選A。8.BC　由于發(fā)電廠輸出的電壓U不變,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比不變,所以電壓表V1的示數(shù)不變,A錯誤;設(shè)降壓變壓器原線圈的電壓為U3,則=b,所以=b,即降壓變壓器原線圈的電壓增大了ΔU3=bΔU,根據(jù)閉合電路歐姆定律有UV1=IA1R+U3,因為UV1不變,U3增大了bΔU,所以IA1R減小了bΔU,由歐姆定律可知,電流表A1的示數(shù)減小了ΔIA1=,C正確;根據(jù)可得,,即A2的示數(shù)減小了ΔIA2=,B正確;設(shè)輸電線上原來的電流為I,則輸電線損失的功率減小了ΔP=[I2-(I-ΔI)2]R=R≠R,D錯誤。9.AC　設(shè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電流分別為I1、I2,電壓分別為U1、U2,副線圈的負載電阻為R,有R=,對理想變壓器有,把理想變壓器原線圈等效為電阻R',有R'=R,等效電阻R'與滑動變阻器串聯(lián)接入a、b間,當(dāng)滑動變阻器滑片向右滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻r減小,a、b間總電阻減小,a、b間電壓U一定,可知原線圈電流增大,則副線圈電流也增大,所以兩燈泡均變亮,故A正確;a、b間輸出的總功率P=,當(dāng)滑動變阻器滑片向右滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻r減小,可知a、b間輸出的總功率變大,故B錯誤;當(dāng)開關(guān)S斷開時,副線圈的負載電阻R增大,原線圈等效電阻R'也增大,等效電阻R'分壓變大,理想變壓器原線圈兩端電壓變大,則副線圈兩端電壓也變大,燈泡L1變亮,故C正確;把滑動變阻器接入電路的電阻r視為電源內(nèi)阻,變壓器的輸入功率P1=R'=R'=,當(dāng)開關(guān)S斷開時,R變?yōu)樵瓉淼?倍,R'也變?yōu)樵瓉淼?倍,但R'與r的大小關(guān)系未知,變壓器的輸入功率如何變化無法判斷,故變壓器的輸出功率如何變化也無法判斷,故D錯誤。10.AD　由于輸電線上有電阻,所以要考慮電壓損失,則有升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓,根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)之比的關(guān)系,可知,故A項正確,B、C項錯誤;考慮到輸電線上也有電功率的損失,可知D項正確。11.C　當(dāng)開關(guān)S閉合后,副線圈的總電阻變小,由于升壓變壓器的輸入電壓不變,則輸出電壓不變,即V2的示數(shù)不變,可知輸電線中的電流變大,即A2的示數(shù)變大,則輸電線上損失的電壓變大,可知教室內(nèi)的監(jiān)控電壓變小,即V3的示數(shù)變小,所以通過R1的電流變小,即A3的示數(shù)變小,副線圈中電流增大,根據(jù)知,原線圈中的電流I1變大,所以A1的示數(shù)變大,故A、B、D錯誤,C正確。12.答案 (1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV解析 (1)由于輸送的電功率為P=500kW,一晝夜輸送電能E=Pt=12000kW·h,終點得到的電能E'=7200kW·h,因此效率η=60%輸電線上的電流I=輸電線損耗的功率P損=I2r又P損=kW=200kW,解得r=20Ω。(2)輸電線上損耗的功率P損'=2r又P損'=10kW計算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U'=22.4kV。

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4 電能的輸送

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