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2019年秋人教版物理选修3-2同步含解析练习:5.5电能的输送

1、A 级 抓基础1.中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用 500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为 P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用 1 000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( )A. B. C.2P D.4PP4 P2解析:由 PUI 可知由 500 kV 的超高压输电变为 1 000 kV 特高压输电时,输电线电流变为原来的 ,再根据 P 损 I 2R 线 可得,输电线上损耗的电功率将变为 ,故选 A. 12 P4答案:A2.(多选)在远距离输电时,输送的电

2、功率为 P,输电电压为 U,所用导线电阻率为,横截面积为 S,总长度为 L,输电线上损失的电功率为 P,用户得到的电功率为 P,则 P、P 的关系式正确的是( )A.P B.PU2SL P2LU2SC.PP D.PPU2SL (1 PLU2S)解析:输电线电阻 R ,输电电流 I ,故输电线上损失的电功率为 PI 2RLS PU. ,用户得到的电功率为 PPPP .(PU)2 LS P2LU2S (1 PLU2S)答案:BD3.(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电,我国正在研究用远高于 330 kV 的电压进行输电,采用高压输电的优点是( )A.可节省输电线的铜材料B.可根据需要调节交变电

3、流的频率C.可减小输电线上的能量损失D.可加快输电的速度解析:由 PUI 得 I ,当输电功率 P一定时,采用高压输电,U 大则 I小,输电PU线中的电流就小.由 P 线 I 2r可知,在要求输电线损耗一定的情况下,电流小,就可选电阻率略大一点的材料作导线;若输电线的材料确定,电流小,则可以减少输电线上的能量损失,故 A、C 正确;交变电流的频率是固定的,不需要调节.输电的速度等于电磁波的传播速度,是一定的,故 B、D 不正确.答案:AC4.某用电器距离供电电源为 L,线路上的电流为 I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为 ,那么,该输电导线的横截面积最小值是( )A. B.

4、LU 2LIUC. D.UIL 2ULI解析:输电线电流 I ,R ,所以最小横截面积为 S .UR 2LS 2LR 2LIU答案:B5.(多选)某小型发电站的电能输送示意图如图所示.发电机的输出电压为 220 V,升压变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n 2,降压变压器原、副线圈匝数分别为 n3、n 4.要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作(变压器均为理想变压器) ,则( )A. n2n1n3n4B. U3U 2U 线 ,U2U1 n2n1 U3U4 n3n4故 ,选项 A 正确.n2n1n3n4答案:ADB 级 提能力6.输电导线的电阻为 R,输送电功率为 P,现分别用 U1 和

5、U2 两种电压来输电,则两次输电线上损失的电压之比和功率之比分别为( )A.U U ,U 1U 2 B.U U ,U U2 21 2 21 21 2C.U2U 1,U U D.U2U 1,U 2U 12 21解析:由 PUI 得输电线中的电流 I ,输电线上损失的电压 U 损 IR R,输电PU PU线上损失的功率 P 损 I 2R R,即在输送功率和输电线电阻不变的情况下,损失的电(PU)2 压与输电电压成反比,损失的功率与输电电压的二次方成反比,所以两次输电线上损失的电压之比为 U2U1,损失的功率之比为 U U .2 21答案:C7.(多选)曾有一些低温雨雪冰冻使我国部分地区严重受灾,其

6、中高压输电线因结冰而损毁严重.为消除高压输电线上的冰凌,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上输电电压为 U,电流为 I,热耗功率为 P;除冰时,输电线上热功率需变为 9P,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变) ( )A.输电电流为 3I B.输电电流为 9IC.输电电压为 3U D.输电电压为 U13解析:因输电功率 P和输电线电阻 r不变,由 PI 2r,得 r ,当 9PI 2r时,PI2得 I2 9I 2,所以 I3 I,选项 A 正确,选项 B 错误;又 PIUIU ,得 U9Pr 9I2rr U,选项 D 正确,选项 C 错误.IUI IU3I

7、 13答案:AD8.某电站输送电压为 U5 000 V,输送功率为 P500 kW,这时安装在输电线路的起点和终点的电能表一昼夜里读数相差 4 800 kWh(即 4 800 度电).(1)求输电线的电阻.(2)若要使输电损失功率降到输送功率的 1.6%,电站应使用多高的电压向外输电?解析:(1)因为两地的电能表读数之差即为线路损失的电能,由此可求线路损失的功率:P 损 200 kW,由 P 损 I 2R R,得Wt 4 800kWh24 h (RU)2 输电线的电阻 R U2 5 0002 20 .P损P2 200 000500 0002(2)要使输电损失的功率降到输送功率的 1.6%,则P

8、 500 kW 1.6%8 kW,损而 P I 2R R,得损 (PU)2 输送电压 U P 500 000 V2.510 4 V.208 0009.学校有一台应急备用发电机,内阻为 r1 ,升压变压器的匝数比为 14,降压变压器的匝数比为 41,输电线的总电阻为 R4 ,全校共有 22 间教室,每间教室用“220 V 40 W”的灯 6 盏,要求所有灯都正常发光,则:(1)发电机的输出功率多大?(2)发电机的电动势多大?(3)输电线上损耗的电功率多大?解析:(1)所有灯都正常工作时的总功率 P222640 W5 280 W,用电器总电流 I3 24 A,P2U4输电线上的电流 I2 6 A,I34降压变压器上的输入电压 U34U 4880 V,输电线上的电压损失 U 损 I 2R24 V,因此,升压变压器的输出电压 U2U 损 U 3904 V,输入电压 U1 226 V,U24输入电流 I14I 224 A,所以发电机的输出功率 P1U 1I15 424 W.(2)发电机的电动势 EU 1I 1r250 V.(3)输电线上损耗的电功率 P 损 I R144 W.2