人教版 (新课标)选修3第三章 磁场综合与测试一课一练

1．在电能输送过程中，若输送电功率一定，则关于输电线上的功率损失，下列说法错误的是(　　)

A．随输电线电阻的增大而增大

B．与输送电压的平方成正比

C．与输电线上电压损失的平方成正比

D．与输电电流的平方成正比

答案：B

2．每天19时到22时，供电电网的电压通常会降低到正常电压的90%，因为在这段时间内(　　)

A．发电厂的发电功率减小了

B．发电厂输电变压器的匝数比改变了

C．用户的总电阻减小了

D．输电导线上损失的电压增大了

答案：CD

图17－5－4

3．图17－5－4为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是(　　)

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

解析：选ABD.依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP＝I2R线，而R线＝ρ，增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P＝UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确．

4．(2010年高考福建理综卷)中国已投产运行的1000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用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1000 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．4P

解析：选A.在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P＝()2R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的，故选A.

5．发电厂以3300 V电压输送功率3300 kW的交流电到工厂，如果导线电阻为2 Ω，求：

(1)电线上所损失的功率、工厂实得的电压和功率．

(2)如果输送电压提高为原来的10倍，上述结果又怎样？

解析：(1)输电电流I＝＝ A＝1000 A

损失的功率P损＝I2R＝2×106 W，

损失的电压U损＝IR＝2000 V，

工厂实得电压U＝U输－U损＝3300 V－2000 V＝1300 V，

工厂实得功率P＝P输－P损＝3.3×106 W－2×106 W＝1.3×106 W.

(2)若电压提高为原来的10倍，则输电电流

I′＝＝ A＝100 A，

损失的电压U损′＝I′R＝200 V，

损失的功率P损′＝I2R＝2×104 W.

工厂实得电压U′＝U输－U损′＝3100 V，

工厂实得功率P′＝P输－P损′＝3.28×106 W.

答案：(1)2×106 W　1300 V　1.3×106 W

(2)2×104 W　3100 V　3.28×106 W

1．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是(　　)

A．输电线上的电功率损失是原来的1/n

B．输电线上的电功率损失是原来的1/n2

C．输电线上的电压损失是原来的1/n

D．输电线上的电压损失是原来的1/n2

答案：BC

2．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，通过导线上的电流为I，学校得到的电压为U2，则关于输电导线上损耗的功率，下列表达式错误的是(　　)

A.      B.

C．I2R      D．I(U1－U2)

解析：选A.用P＝求电阻损失功率时，U要与电阻R相对应．U应为输电线上的分压而不是输出电压，故A错；而B中的U1－U2是输电线上的电压，故B对；C、D中的电流I是输电线中的电流，故C、D对．

3．输电线路的电阻为R，发电站输出功率为P，输出电压为U，则用户得到的功率为(　　)

A．P     B．P－()2R

C．P－    D．()2R

解析：选B.用户得到的功率P得＝P－I2R＝P－()2R，所以B对，A、C、D错．

4．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为(　　)

A．U1∶U2    B．U21∶U22

C．U22∶U21   D．U2∶U1

解析：选C.由P＝UI得输电线中的电流I＝.输电线中损失的功率P损＝I2R＝2R＝.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比．所以P损1∶P损2＝U22∶U21

5．一个小水电站，输出的电功率为20 kW，输电线总电阻为0.5 Ω，如果先用400 V电压输电，后又改用了2000 V的电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是(　　)

A．减少50 W     B．减少1200 W

C．减少7.68×106 W   D．增大7.68×106 W

答案：B

6．用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电线的横截面积之比S1∶S2为(　　)

A.       B.

C．()2      D．()2

解析：选C.在输电线上损失的功率ΔP＝()2R，而由R＝ρ得ΔP＝()2·ρ，S＝ρl·，S与U2成反比，S1∶S2＝U∶U，故A、B、D错，C对．

7．某水利发电站发电机发电后，先通过电站附近的升压变压器升压后，再通过输电线路把电能输送到远处的降压变压器，降压后，再用线路输送到各用户．设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器．在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较(　　)

A．升压变压器的副线圈两端的电压变小

B．高压输电线路的电压损失变大

C．降压变压器副线圈中的电流变小

D．降压变压器副线圈两端的电压变大

解析：选B.升压变压器的输入电压不变，输出电压也不变，A选项错误；此时输电线路输电功率变大，输电电压不变，输电电流变大，电压损失ΔU＝ΔI×R线也变大，B选项正确；降压变压器输入电压降低，输出电压降低，但输出功率变大，输出电流变大，C、D选项错误．

8．某小型水电站的电能输送示意图如图17－5－5.发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则(　　)

图17－5－5

A.>

B.<

C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

解析：选AD.设升压变压器原副线圈两端电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别是U3和U4，导线上的电压降为ΔU，则由变压器原理，有

＝①

＝②

又由题设知U1<U4③

U2＝U3＋ΔU④

故U2>U3⑤

所以<⑥

由①②⑥联立得

>⑦

故选项A正确，B错误

由⑤式可知选项C错误．

由于导线上有热功率损失，因此升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，选项D正确．

9．(2010年高考江苏卷)在如图17－5－6所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　)

图17－5－6

A．升压变压器的输出电压增大

B．降压变压器的输出电压增大

C．输电线上损耗的功率增大

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

解析：选CD.对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U1∶U2＝n1∶n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU＝I2R线增大，功率损耗ΔP＝IR线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为＝＝＝∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确．

10．低温雨雪冰冻往往造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾害牵动亿万人的心．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，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，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9I

C．输电电压为3U    D．输电电压为U

解析：选AD.输电线上电阻不变设为R线，由输电线上的热耗功率ΔP＝I2R线可知，当热耗功率变为9ΔP时，电流变为3I，故A选项正确，B选项错误；因为输电功率不变，由P＝UI可知，输电电压应为U，故C选项错误，D选项正确．

11．发电机的端电压220 V，输出电功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．

(1)画出全过程的线路示意图．

(2)求用户得到的电压和功率．

解析：(1)示意图如图所示

(2)由＝得U2＝·U1＝2200 V

由P1＝U1I1得I1＝＝200 A

由＝得I2＝＝20 A

电压损失UR＝I2R＝20×0.2 V＝4 V

功率损失PR＝I22R＝202×0.2 W＝80 W

由U2＝U3＋UR可得U3＝U2－UR＝2196 V

由＝得U4＝＝ V＝219.6 V

用户得到功率P4＝P1－P损＝(44000－80)W＝43920 W

＝4.392×104 W.

答案：(1)见解析　(2)219.6 V　4.392×104 W

12．发电机输出功率是100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω，若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：

(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．

(2)用户得到的电功率是多少？

解析：(1)输电线路的示意图如图所示

输电线损耗功率P线＝100×4% kW＝4 kW，

又P线＝IR线，输电线电流I2＝I3＝20 A，

原线圈中的输入电流

I1＝＝ A＝400 A，所以＝＝＝

这样U2＝U1＝250×20 V＝5000 V

U3＝U2－U线＝5000 V－20×10 V＝4800 V

所以＝＝＝

(2)用户得到的电功率P出＝100×96% kW＝96 kW.

答案：见解析