高中物理人教版（2019）选择性必修第二册3.4电能的输送

试卷更新日期：2021-03-25 类型：同步测试

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一、单选题

1. 以下关于电能输送的说法不正确的是（）

A、输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B、减小输电导线上功率损失的唯一方法是要采用高压输电 C、增大导线的横截面积可以减小输电导线上的功率损失 D、实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等

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2. 供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的4倍，以下判断中正确的是 $($ $)$

A、输电电流为原来的4倍 B、输电导线上损失的电压为原来的4倍 C、输电导线上损失的电功率为原来的 $\frac{1}{4}$ D、输电导线上损失的电功率为原来的 $\frac{1}{16}$

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3. 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 $\frac{U^{2}}{R}$ B、输电导线上的电流为 $\frac{P}{U}$ C、电压损失为 $\frac{P}{U} R$ D、用户得到的功率为 $P - \frac{P^{2}}{U^{2}} R$

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4. 如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为m，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V₂的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是（）

A、电流表A₂的示数增大了 $\frac{Δ U}{R}$ B、电流表A₁的示数增大了 $\frac{n Δ U}{R}$ C、电压表V₁的示数减小了ΔU D、输电线损失的功率增加了 ${(\frac{n Δ U}{R})}^{2} R$

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5. 2016年1月，重庆主城及多个区县迎来冰冻雨雪天气，图为重庆电力公司工作人员监测高压电线覆冰厚度．为清除高压输电线上的凌冰，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，高压线上送电电压为U，电流为I，热损耗功率为 $Δ P$ ；除冰时，输电功率、输电线电阻不变，输电线上的热损耗功率为16 $Δ P$ ，则除冰时（）

A、输电电流为 $\frac{I}{16}$ B、输电电压为 $\frac{U}{4}$ C、输电电压为4U D、输电电流为16I

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6. 图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n₁、n₂ ．在T的原线圈两端接入一电压 $u = U_{m} \sin ω t$ 的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）

A、 $(\frac{n_{1}}{n_{2}}) \frac{U^{2}_{m}}{4 r}$ B、 $(\frac{n_{2}}{n_{1}}) \frac{U^{2}_{m}}{4 r}$ C、 $4 {(\frac{n_{1}}{n_{2}})}^{2} {(\frac{P}{U_{m}})}^{2} r$ D、 $4 {(\frac{n_{2}}{n_{1}})}^{2} {(\frac{P}{U_{m}})}^{2} r$

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7. 如图所示，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同的大功率电炉。a靠近电源；b、c离用户电灯L很近，但离电源较远（输电线电阻不能忽略）。关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是（）

A、使用电炉a时对电灯的影响最小 B、使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时小 C、使用电炉c时对电灯几乎没有影响 D、使用电炉a或b或c时对电灯影响几乎一样

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8. “中国速度”在新冠肺炎疫情面前再一次被激发，10天建成火神山医院，通过验收并按时移交。火神山医院安装有24台箱式变压器，铺设电力电缆达10千米.发电站利用输电线路远距离向医院输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则（）

A、输电线上损失的电压减少到原来的 $\frac{(n - 1)}{n}$ B、输电线上损失的电压减少到原来的 $\frac{1}{n}$ C、输电线上损失的电能减少到原来的 $\frac{(n^{2} - 1)}{n^{2}}$ D、输电线上损失的电能不变

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9. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I₁ ，其末端间的电压为U₁。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I₂。则（）

A、用户端的电压为 $\frac{I_{1} U_{1}}{I_{2}}$ B、输电线上的电压降为U C、理想变压器的输入功率为 $I_{1}^{2}$ r D、输电线路上损失的电功率为I₁U

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二、多选题

10. 如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交变电流，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定．当K由2改接为1时，下列说法正确的是（）

A、输电线上损失的功率减小 B、电流表的读数一定增大 C、电压表读数减小 D、灯泡的亮度增大

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11. 如图所示为远距离输送交流电的示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是（）

A、适当减小输电线的电阻r B、适当提高 $\frac{n_{4}}{n_{3}}$ C、适当提高 $\frac{n_{2}}{n_{1}}$ 的同时，降低 $\frac{n_{4}}{n_{3}}$ D、适当降低 $\frac{n_{2}}{n_{1}}$ 的同时，提高 $\frac{n_{4}}{n_{3}}$

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三、解答题

12. 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为5kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的5%.求：村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)

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13. 风力发电作为新型环保能源，近几年来得到了快速发展，某风力发电机输出功率为 $100 kW$ ，输出电压为 $250 V$ ，用户需要的电压为 $220 V$ ，输电线电阻为 $10 Ω$ .若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%。

(1)、求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；

(2)、画出此输电线路的示意图并求出用户得到的电功率.

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14. 北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念．作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98550kW·h时的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用．假如该发电系统的输出功率为1×10⁵W．

(1)、按平均每天太阳照射6h计，该发电系统一年(365天计)能输出多少电能？

(2)、假若发电系统的输出电压为250V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为R_线＝8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%．求应选用匝数比多大的升压变压器．

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15. 某水电站的水位落差为20 m，通过水轮机的流量为10 m³/s，发电效率为20%．水流通过水轮机时，使水轮机以 $25 \sqrt{2} rad/s$ 的转速转动．水轮机带动的线圈共1 000匝，线圈面积0.2 m²，线圈置于磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，线圈电阻不计．发电机先经过匝数比为1:10的升压变压器后经输电线输送到远处，再由降压变压器降压后给用户供电．若按最大功率供电时输电线路损耗的功率为发电机最大输出功率的2%，用户电压为220V．g取10N/kg，求：

(1)、输电线的总电阻；

(2)、降压变压器的匝数比．

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