
1.(2021·濟(jì)南高二檢測)輸電線路改造前,傍晚時分家里的燈光昏暗,夜深人靜時燈光變得亮一些。如圖所示是家庭電路的簡圖,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.傍晚時分,用電器個數(shù)增多,輸電線上損耗的電壓變大
B.夜深人靜時,用電器個數(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】傍晚時分,用電器個數(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A正確;夜深人靜時,用電器個數(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B錯誤;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,即可以換粗一點的輸電線,選項C錯誤;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D錯誤。
故選A。
2.(2021·??诟叨z測)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.( eq \f(n1,n2) ) eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ,4r) B.( eq \f(n2,n1) ) eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ,4r)
C.4( eq \f(n1,n2) )2( eq \f(P,Um) )2r D.4( eq \f(n2,n1) )2( eq \f(P,Um) )2r
【答案】C
【解析】加在原線圈上的電壓U1= eq \f(Um,\r(2)) ,根據(jù)電壓比與匝數(shù)比關(guān)系 eq \f(U1,U2) = eq \f(n1,n2) ,所以U2= eq \f(n2Um,\r(2)n1) ,根據(jù)I= eq \f(P,U) 可知,輸電線上的電流I= eq \f(P,U2) ,輸電線上消耗的功率P耗=I2·2r=4( eq \f(n1,n2) )2( eq \f(P,Um) )2r。故C正確,A、B、D錯誤。
故選C。
3.(2021·濟(jì)南高二檢測)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( )
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錯誤;用電高峰期時,用電器增多,則降壓變壓器中電流變大,故B錯誤;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錯誤;用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例 eq \f(P-P損,P) =1- eq \f(I2R,U2I) =1- eq \f(ΔU,U2) ,因為輸電線上的電流增大,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)性測試)小明分別按照圖1和圖2電路探究遠(yuǎn)距離輸電的輸電損耗,將長導(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,兩次實驗中使用的燈泡相同,燈泡的電壓相等。兩次實驗中( )
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錯誤;兩次燈泡電壓相等,電流也一定相等,因為 eq \f(n1,n2) = eq \f(I2,I1) 所以圖1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錯誤,D正確;由U=IR可知圖1A兩端的電壓大,B錯誤。
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)決定對全校的舊電網(wǎng)進(jìn)行改造并購置了一臺備用發(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= eq \f(P,U) ,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)暫不能實現(xiàn),故B錯誤;提高輸送功率,根據(jù)I= eq \f(P,U) ,知輸送電流較大,根據(jù)P損=I2R,知損失的功率較大,故C錯誤;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錯誤。
故選A。
6.每年冬季,我國北方總會迎來冰凍雨雪天氣,如圖為電力公司工作人員監(jiān)測高壓電線覆冰厚度,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,高壓線上輸電電壓為U,電流為I,熱損耗功率為ΔP;除冰時,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( )
A.輸電電壓為 eq \f(U,2) B.輸電電流為 eq \f(I,4)
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錯誤;輸送功率不變,由P=UI=U′I′,解得U′= eq \f(1,2) U,C錯誤,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,可是我們在晚上七八點鐘用電高峰時開燈,電燈比深夜時要顯得暗些,這是因為此時( )
A.總電阻比深夜時大,干路電流小,每盞燈分到的電壓就小
B.總電阻比深夜時大,干路電流小,每一支路的電流就小
C.總電阻比深夜時小,干路電流大,輸電線上損失的電壓大
D.干路電流一定,支路比深夜時多分去了一部分電流
【答案】C
【解析】晚上七八點鐘用電高峰時開燈,由于負(fù)載增多,各個負(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.升壓變壓器初級線圈中的電流變小
B.升壓變壓器次級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線圈中的電流變大,故A錯誤;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錯誤;當(dāng)用戶用電處于高峰期時,降壓變壓器的輸出功率會增大,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,降壓變壓器的輸出功率會增大,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線圈上的電壓變小,故D錯誤。
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,實現(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?,F(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= eq \f(4,1-20%) kW=5 kW,設(shè)線路電流為I2,則線路損耗P損=I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) R線,得I2=5 A,原線圈電流I1= eq \f(P總,U1) = eq \f(5,100) A=0.05 A,高壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比 eq \f(n1,n2) = eq \f(I2,I1) = eq \f(100,1) 。
故選C。
10.某實驗小組模擬遠(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,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】僅將滑片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,又因為遠(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的實際功率變小,燈泡變暗;A變壓器的輸入功率也變小,A錯誤,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,燈泡實際功率減小,燈泡變暗,C、D錯誤。
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( )
A. eq \f(I1,I2) = eq \f(n1,n2)
B.輸入用戶的電功率為I2U2-I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(3)) R
C.夜間用戶用電量增大時,I3會變小
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 eq \f(I1,I2) = eq \f(n2,n1) ,選項A錯誤;升壓變壓器副線圈的功率P2=I2U2,輸電線上損耗的功率P損=I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) R=I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(3)) R,所以降壓變壓器原線圈的功率P3=I2U2-I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(3)) R,輸入用戶的電功率等于降壓變壓器原線圈的功率P4=P3=I2U2-I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(3)) R,選項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會增大,選項C錯誤;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-I eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(3)) R,所以I1U1≠I3U3,選項D錯誤。
故選B。
二.多選題:
12.(2021·青島高二檢測)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( )
A. eq \f(n2,n1) > eq \f(n3,n4)
B. eq \f(n2,n1) < eq \f(n3,n4)
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】 eq \f(U2,U1) = eq \f(n2,n1) , eq \f(U3,U4) = eq \f(n3,n4) ,因為U1=200 V<U4=220 V,U2>U3=U2-U線,故 eq \f(n2,n1) > eq \f(n3,n4) ,選項B、C錯誤,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)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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