【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-25-5电能的输送限时过关练（解析版) 11页

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：选修3-25.5电能的输送（解析版)‎ ‎1．远距离输电中，升压变压器、降压变压器均为理想变压器。由于用户区用电量的增多，发电厂的输出功率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（　　）‎ A.输电导线损失的功率大于原来的4倍 B.输电导线损失的功率小于原来的4倍 C.用户得到的功率小于原来的2倍 D.用户得到的功率大于原来的2倍 ‎2．如图所示，为了减少输电线路中的电能损耗，电厂发出的交流电经变电所升为 的高压后再远距离输电，后经过匝数比为100：1的理想变压器将电压降压后供居民用电，若输电线的电阻=10Ω，则（　　）‎ A.降压变压器输出电压为220V B.降压变压器输出电压的频率低于50Hz C.降压变压器原线圈的导线比副线圈的要粗 D.降压变压器输出电流为输入电流的100倍 ‎3．远距离输电采用高压输电的主要原因是 A.为了加快输送电能的速度 B.为了使用户得到高压电 C.为了使输电过程更加安全 D.为了减少输电线路上电能的损失 ‎4．高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则下列说法中错误的是 A.损失功率为 B.输电导线上的电流为 C.电压损失为 D.用户得到的功率为 ‎5．小型发电机，输出功率25kW，发电机的输出电压为U=350V，输电线总电阻为r ‎=4Ω。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，须采用高压输电。设用户所需电压为220 V，则下列判断正确的是 A．升压变压器原副线圈匝数比约为1:6‎ B．降压变压器原副线圈匝数比约为8:1‎ C．输电导线上的电压损失约为286 V D．可供593盏“220 V，40 W”的白炽灯正常工作 ‎6．现用220V和11KV两种电压来输电，如果输送的电功率、导线的材料和长度都相同，下列说法正确的是 A.若输电线上损失的功率相同，则对应的输电线直径之比为1:50‎ B.若输电线上损失的功率相同，则对应的输电线质量之比为2500:1‎ C.若输电线的直径相同，则对应的输电线上损失的功率之比为2500:1‎ D.若输电线的质量相同，则对应的输电线上损失的功率之比为1:50‎ ‎7．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是（ ）‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎8．如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒定为48kW在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1:20,电流表的示数为‎1A,输电线的总电阻为10Ω，下列说法正确的是（ ）‎ A.用户端的功率为44kw B.升压变压器的输出电压U2=2400V C.降压变压器的输入电压U3=2000V D.如果用户电压为220V,则降压变压器的原副线圈匝数比为10:1‎ ‎9．中国的特高压输电技术独步全球，有着重大的经济和社会效益。如图为远距离特高压输电的示意图，若电厂输出电压为，电流为I1＝‎500A，在电能输送过程中，输送的电功率一定，输电线电阻一定，在输电线上发热损失的电功率P损，下列判断正确的是（　　）‎ A.P损与U3的平方成正比 B.U2I2＝2.75×106W C.I2＜‎‎500A D.用户得到的交流电频率为50Hz ‎10．远距离输电的简化电路如图所示，发电厂的输出电压是％两条输电线输电的等效总电阻为r，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1，在输电线与用户间连有一理想降压变压器，其原副线圈匝数比为，流入用户端的电流是下列下列关系式正确的是 A.‎ B.‎ C.输电线路上损失的电功率为 D.理想变压器的输入功率为 ‎11．发电厂的交流发电机输出电压恒为200V，输出功率为100kW。要将电能输送到远处的工厂。设计输电线上的功率损失为10％，输电线总电阻为100。求：‎ ‎（1）输电线上的输电电流；‎ ‎（2）输电所需升压变压器的匝数比（所用变压器看作理想变压器）。‎ ‎12．某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有“220V，40W”的白炽灯9盏）供电，如果输电线的总电阻R=4Ω，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1:4和4:1，每个教室的白炽灯都正常发光，求：‎ ‎（1）输电线的损失功率是多大？‎ ‎（2）发电机的电动势是多大？‎ ‎13．如图所示，某水电站发电机输出功率为200kW，发电机输出电压为400V，通过升压和降压变压器给用户供电，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=1：5，两变压器之间输电线的总电阻为R=1Ω，降压变压器输出电压为U4=220V,求：‎ ‎（1）升压变压器的输出电压U2‎ ‎（2）输送电能的效率η ‎（3）降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4‎ ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大为原来的2倍，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P=UI可输电线上的电流I线增大为原来的2倍，根据P损=I2r可知：输电导线损失的功率等于原来的4倍，故AB错误； ‎ CD.由于升压变压器的输出功率增大为原来的2倍，输电导线损失的功率等于原来的4倍，根据P用户=P输出-P损，故用户得到的功率小于原来的2倍，故C正确，D错误；‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 题考查变压器的变压规律，根据变压规律、电阻定律分析可得。‎ ‎【详解】‎ A．电厂发出的交流电经变电所升为 ，故有效值为22000V，若不考虑输电线电阻，则降压器的输入电压为22000V，输出电压为22000×=220V，是输电线由电阻，故输出电压小于220V，A不符合题意；‎ B．电厂发出的交变电流的f==50Hz，变压器不改变交变电流的频率，降压变压器输出电压的频率等于50Hz，故B不符合题意；‎ C．降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，则副线圈导线比原线圈导线粗。故C不符合题意。‎ D．根据理想变压器可知，降压变压器输出电流为输入电流的100倍，故D符合题意。‎ 故选：D。‎ ‎【点睛】‎ 当原线圈和副线圈都为一个时，电压规律： ‎ 输入电压决定输出电压；‎ 电流规律：‎ 输出电流决定输入电流；‎ 理想变压器输出功率大小决定输入功率大小，二者功率相等，频率相同。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 远距离输电中导线中有电能损失，根据P线=I2R线可知，减小输电电流可减小功率损失，而根据P=IU可知，在输送电功率一定时采用高压输电可减小输电电流，从而减少输电线路上电能的损失。‎ A．为了加快输送电能的速度，与结论不相符，选项A错误；‎ B．为了使用户得到高压电，与结论不相符，选项B错误；‎ C．为了使输电过程更加安全，与结论不相符，选项C错误；‎ D．为了减少输电线路上电能的损失，与结论不相符，选项D正确；‎ ‎4．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据得，输电线路上的电流为：‎ 则输电线上损耗的功率为：‎ 故A错误，B正确；‎ C.根据部分电路欧姆定律得到：‎ 故选项C正确；‎ D.根据能量守恒得到，用户得到的功率为：‎ 故选项D正确。‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ Ａ．通过升压变压器原线圈的电流为 I1==‎‎71.4A 输电电路上损失的功率至多为：‎ P线=P×5%=I22r 得输电线上的电流为:‎ I2≈‎‎17.7A 升压变压器原线圈与副线圏的匝数比为：‎ n1：n2 = I1：I2= 17.7：71.4 = 1：4‎ 则A错误；‎ Ｂ．升压变压器的输出电压为 U2==1400V 流过降压变压器原线圈的电流为:‎ I3 =I2 =‎‎17.7 A 降压变压器原线圈两端的电压为：‎ U3=U2-I2r=1329V 已知降压变压器的输出电压，即用户电压U4=220V，所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比为：‎ n3：n4=U3：U4=1329:220=6:1‎ 则B错误；‎ Ｃ．输电导线上的电压损失约为 ‎△U=I2r=70.8V 则C错误；‎ Ｄ．设可安装的白炽灯为n盏，则灯消耗的功率也即降压变压器的输出功率为：‎ P4=nP灯 又对理想变压器有：‎ P4=P出-P线 n=593.75‎ 所以取593，则D正确。‎ ‎6．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.因为，则在输电线上损失的功率相同时，UD乘积为定值，即对应的输电线直径之比为11000:220=50:1，因导线的质量，则对应的输电线质量之比为2500:1，选项A错误，B正确；‎ C.由，若输电线的直径相同，则对应的输电线上损失的功率，则损失的功率之比为2500:1，选项C正确；‎ D.若输电线的质量相同，则对应的输电线截面积一定相同，导线的电阻也相同，由可知，损失的功率之比为2500:1，选项D错误。‎ ‎7．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB. 输电线电阻 输出电流 故输电线上损失的电功率为 故A项与题意相符，B项与题意不相符；‎ CD. 用户得到的电功率为 故C项与题意相符，D项与题意不相符。‎ ‎8．ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查高压输电、变压器的变压规律，根据相关规律计算可得。‎ ‎【详解】‎ A． 根据电流互感器的匝数关系可求得输电线的电流为‎20A，用户端的功率48kw-202 10kw=44kw，‎ 故A符合题意。‎ B．升压变压器的输出电压U2= 2400V，故B符合题意。‎ C．降压变压器的输入电压 U3=U2-2010V= 2200V ，故C不符合题意。‎ D．如果用户电压为220V,则降压变压器的原副线圈匝数比为电压之比 2200：220= 10:1 ，故D符合题意。‎ ‎【点睛】‎ 高压输电问题可以分解成三部分：电源部分、高压输电部分、用户电路，一般可先求出输电电流，再根据功率关系、变压器的变压规律求解，求匝数比时可以灵活选择电流关系或电压关系。‎ ‎9．BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.损失功率为：‎ ‎ ‎ 故A项与题意不相符；‎ B.根据电厂输出电压为：‎ 知 U1＝5500V，I1＝‎‎500A 根据功率相等知：‎ U1I1＝U2I2＝5500×500W＝2.75×106W 故B项与题意相符；‎ C.理想变压器，根据 ‎ ‎ 知I2＜‎500A，故C项与题意相符；‎ D.根据电厂输出电压为：‎ 知频率为50Hz，变压器不改变频率，故D项与题意相符。‎ ‎10．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.由于输电线与用户间连有一理想变压器，匝数与电流成反比，所以，故A错误；‎ B.输电线上损失的电压为U-U1=I1r，故B正确；‎ C.等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是：P=I12r．故C错误；‎ D.理想变压器的输入功率为U1I1=UI1-I12r．故D正确；‎ ‎11．（1）‎10 A；（2）1：50‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由题意知，输电线上损失功率为：‎ ‎△P=P出×10%=10kW 又则 ‎（2）发电机输出电流为 根据变压器原理得：输电所需升压变压器的匝数比 n1：n2=I2：I1=10：500=1：50‎ ‎12．（1）324W（2）265V ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)全校消耗的功率P用=22×40×9W=7920W 设线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3‎ 根据理想变压器电压比 因为U4=220V可得：U3=4×220V=880V 可得线路的电流为：‎ 线路损失功率为：‎ ‎（2）线路损失电压为：U损=I线R线=9×4V=36V 输送电压为：U送=U2=U损+U3=880V+36V=916V 根据理想变压器电压比 可得：U1=229V 由n1I1=n2I2‎ 可得升压变压器原线圈电流：I1=4×‎9A=‎‎36A 发电机的电动势：E=I1r+U1=36+229=265V ‎13．（1）200V；（2）95%；（3）95:11‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 解：(1)由可得：‎ ‎(2)输电线上的电流为： ‎ 输电线上损失的电功率为：‎ 输送电能的效率：‎ ‎(3)输电线上损失的电压为：‎ 降压变压器的输入电压：‎ 降压变压器原、副线圈匝数比：‎