2020-2021学年第4节 电能的远距离输送课时练习

这是一份2020-2021学年第4节 电能的远距离输送课时练习，共22页。试卷主要包含了4电能的远距离输送 课时练等内容，欢迎下载使用。
1．在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则与的关系正确的为（ ）
A．；B．；
C．；D．；
2．下列说法不正确的是（ ）
A．电视机铭牌上所标的“额定电压220V”指的是交流电压的有效值
B．交流发电机是利用电磁感应的原理来工作的
C．在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流
D．在高压输电中要用到变压器，变压器的铁芯中会产生感应电流—涡流，但这种涡流不会有热效应
3．从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用220 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（ ）
A．50∶1B．1∶50C．1∶5D．5∶1
4．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，二者原、副线圈的匝数比分别为10∶1 和1∶10， 各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定， 仅将U2增大，输电线损耗功率增大
C．若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减小
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
5．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且：：。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻增大
B．用户的电压增加
C．：：
D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率
6．如图所示有一台交流发电机E，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处的用户供电，输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。若的输入电压一定，当用户消耗的电功率变小时；下列判断正确的是（ ）
A．变小，变大B．不变，变小
C．变小，变小D．变大，变大
7．如图为远距离输电的示意图，某电工师傅为了测定输送电路的电流大小，在电路中接入一个电流互感器，其原副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为2A，输电线的总电阻为20Ω，发电机的输送功率为100kW。下列说法正确的是（ ）
A．用户得到的功率为92kW
B．输电线上损失的电压为40V
C．升压变压器的输出电压为U2=5000V
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向上滑
8．如图所示为远距离输电原理图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表。升压变压器原、副线圈匝数比为，发电机的输出电压、输出功率一定，且降压变器原、副线圈匝数比不变，若将增大，则（ ）
A．输电线损失的功率增大B．电流表的示数增大
C．电压表的示数增大D．用户消耗的功率增大
9．如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器变为电压远距离输送，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（ ）
A．变压器的匝数比B．变压器的匝数比
C．输电线上的电流为200AD．输电线上损失的电功率为
10．如图所示为远距离输电示意图，其中水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW（即用户得到的功率为95 kW）。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为25 AB．降压变压器的输入电压为4000 V
C．升压变压器的匝数比为D．降压变压器的匝数比为
11．如图，发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2。下列输电导线上损耗功率的表达式中正确的是（ ）
A．（U1－U2）IB．I2R
C．D．
12．远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表读数增大
B．电流表读数增大
C．输电线上损耗的功率减小
D．用户的功率减小
13．如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机内阻为，电动机的机械效率恒为80%，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（ ）
A．该发电机的电流方向每秒钟改变50次，图示位置线圈的磁通量变化率为0
B．不计摩擦，线框转动一圈过程中，克服安培力做功24J
C．保持线框转速不变，若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将增加
D．若线框转速变为，电动机的机械功率将变为220W
14．如图所示，发电站通过升压变压器、高压输电线路和降压变压器将产生的电能输送给用户，已知某发电站输出功率为500kW，输出电压为500V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶5，高压输电线路的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的能量损耗，其余线路电阻不计，则（ ）
A．升压变压器的副线圈两端的电压为2500V
B．输电线路上损耗的功率为30kW
C．降压变压器的原、副线圈匝数比为5∶1
D．用户得到的功率为440kW
15．某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为100kW，电厂输出电压仅为200V，为减少输送功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出，到达目的地后用理想降压变压器降压。已知输电线路的总电阻为120，若在输电线路上消耗的功率为输送功率的12%，用户所需电压为220V，则（ ）
A．理想升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：50
B．理想降压变压器的原、副线圈的匝数比为35：1
C．理想升压变压器的原、副线圈中的电流分别为400A和10A
D．理想降压变压器的原、副线圈中的电流分别为10A和400A
16．图甲为某水力发电厂输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶40，远距离输电线的总电阻为16。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为480kW，在用户端的交流电压表显示电压为220V。求：
（1）远距离输电线中的电流；
（2）降压变压器原、副线圈匝数比。
17．水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3︰n4=190︰11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度ρ=1×103kg/m3、重力加速度g取10m/s2。求：
（1）高压输电线中的电流强度I2；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1︰n2；
（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？
18．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为，输出电压为，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用高压输电，最后用户得到“”的电能，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
（2）输电线路导线电阻；
（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比。
19．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9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10，允许线路损耗的功率为输出功率的4%。
（1）画出远距离输电模型示意图
（2）当村民和村办小企业需要220V电压时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）
20．光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一所偏远学校的教室供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出功率为100kW、输出电压为250V，输电线的总电阻；该学校每间教室有标有“220V 60W”字样的电灯16盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
（2）该光伏发电系统至多能供电照明的教室的间数。
参考答案
1．B
【详解】
输电线电阻
输电电流
故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为
故选B。
2．D
【详解】
A．用电器上所标的电压值与电流值均为有效值，电视机铭牌上所标的“额定电压220 V”指的是交流电压的有效值，故A正确；
B．交流发电机是线圈在磁场中转动，利用电磁感应的原理发电，故B正确；
C．在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流，从而降低线路上热损耗，故C正确；
D．在高压输电中要用到变压器，变压器铁芯中会产生感应电流——涡流，涡流都会有热效应，所以在制作变压器时，要尽可能减小涡流，故D错误。
故选D。
3．A
【详解】
输电线上的电流
则输电线上由电阻造成的电压损失
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
所以线路输送的电功率为
故A错误；
B．输电线损耗的功率为
若保持P不变，输电电压U2增大，则减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律有
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗电压为
所以增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小，A错误；
B．用电器增多时，功率增大，降压变压器输出电流增大，输电线上的电流增大，输电线上的电压降增大，升压变压器的U1和U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，B错误；
C．因变压器原、副线圈的电压比等于匝数之比，则有
U1：U2=n1：n2
U3：U4=n3：n4
因为
：：
所以
U1：U2=U4：U3
C正确；
D．用户消耗的功率等于升压变压器输入功率减去输电线上损失的功率，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
AB．用户消耗的电功率变小，由于是理想变压器，则P3也会变小；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变小，线路上的电流变小，导致电阻R消耗的功率也变小，电阻两端电压也变小，所以U3变大，U4变大，故AB错误；
CD．由于两变压器均是理想的，所以输入功率与输出功率相等，用户消耗的电功率变小，由于是理想变压器，则P3也会变小；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变小，故C正确，D错误；
故选C。
7．ACD
【详解】
B．在电流互感器中，根据
可得输电线上的电流
因此输电线上损失的电压
B错误；
A．输电线上损失的功率
因此用户得到的功率
A正确；
C．根据
可得升压变压器的输出电压
C正确；
D．用电高峰期，用户消耗的电流增大，线路上损耗的电压增加，导致降压变压器原线圈电压降低，可将P向上滑，使降压变压器原线圈匝数减小，根据
可使用户能够得到的电压正常，D正确。
故选ACD。
8．CD
【详解】
A．增大，则输送电压增大，由于输送功率一定，则输送电流减小，输电线上损失的功率减小，A错误；
BC．输电线损失的电压减小，降压变压器输入、输出电压均增大，输入、输出电流均减小，电压表的示数增大，电流表的示数减小，B错误，C正确；
D．由于输入功率一定，输电线损失的功率减小，用户消耗的功率增大，D正确。
故选CD。
9．AB
【详解】
A．升压变压器T1的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比，则有变压器T1的匝数比
故A正确；
B．降压变压器T2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为
则变压器T2的匝数比
故B正确；
C．输出的电功率为P0=20kW，而升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，所以根据
可知输电线上的电流为
故C错误；
D．根据
故D错误。
故选AB。
10．AC
【详解】
A．输电线上通过的电流
故A正确；
B．输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误；
C．升压变压器的匝数比
故C正确；
D．降压变压器的匝数比
故D错误。
故选AC。
11．ABD
【详解】
升压变压器的输出电压为输出电压为U1，降压变压器的输入电压为U2，则输电线上的电压损失为
因为输电线上的电流为I，则输电线上损失的功率为
或者
或者为
故ABD正确，C错误。
故选ABD。
12．AC
【详解】
B．原线圈输入电压及输电功率恒定，当S由2改接为1时，根据
升压变压器副线圈匝数n2 增大，则U2增大，由于
则升压变压器副线圈电流I2减小，所以电流表读数减小，B错误；
A．线路损失的电压
减小，则降压变压器原线圈的电压
增大，则降压变压器副线圈的电压
增大，所以电压表的读数增大，A正确；
C．输电线上损耗的功率
由于升压变压器副线圈电流I2 减小，所以输电线上损耗的功率减小，C正确；
D．用户的功率
输电线上损耗的功率减小，所以用户的功率增大，D错误。
故选AC。
13．BCD
【详解】
A．依题意，可知交变电流的频率为
线圈每转一圈，电流方向改变两次，所以该发电机的电流方向每秒钟改变100次，图示位置为中性面，线圈的磁通量变化率为最大。故A错误；
B．电动机的机械效率恒为80%，有
可知，流过电动机的电流为
回路中消耗的总电功率为
根据能量守恒，线框转动一周过程中，克服安培力做功
故B正确；
C．若电动机突然卡住，电动机变成纯电阻电路，流过电路的电流增加，导致输电线的电流增加，输电线上的损耗功率增加。故C正确；
D．由题可知，原来的转速为
线圈产生的电动势有效值为
可知，若线框转速变为，其有效值要减半，所有用电器的电压和电流都变为原来的一半，对电动机
产生热的功率为
电动机的机械功率将变为
故D正确。
故选BCD。
14．AD
【详解】
A．升压变压器的副线圈两端的电压为
故A正确；
B．输电线路中的电流为
输电线路上损耗的功率为
故B错误；
C．输电线路上损耗的电压为
降压变压器原线圈两端的电压为
降压变压器的原、副线圈匝数比为
故C错误；
D．用户得到的功率为
故D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
AC．升压变压器原线圈中的电流为
输电线上损失的功率为
解得
则升压变压器的原、副线圈的匝数比为
故A正确；C错误；
BD．升压变压器副线圈的电压为
则降压变压器原线圈的电压为
则降压变压器的原、副线圈的匝数比为
副线圈中的电流为
故B错误；D正确。
故选AD。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）由图像可知，输入电压的有效值为
原线圈中的电流为
由变压器电流与线圈匝数的关系
可得远距离输电线中的电流
（2）升压变压器副线圈的电压
输电线损失的电压
降压变压器输入电压为
降压变压器原副线圈匝数比
17．（1）50A；（2）1︰16；（3）40%
【详解】
（1）根据理想变压器变压规律得
解得
又根据理想变压器无能量损失知
再根据得
（2）高压输电线电阻损失电压
得
故
（3）高压输电线电阻损失电功率
故发电机输出电功率
又水流每秒带来的机械能
故水能转化为电能的效率
18．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）升压变压器、副线圈匝数比为
（2）导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有
而输送电流又决定输电电压及输送功率，有
所以
（3）设降压变压器原线圈上电压为
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
19．（1）（2）；
【详解】
（1）远距离输电模型示意图
（2）由线路损耗的功率
可得
又因为
所以
根据理想变压器规律
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是和。
20．(1)1:20；(2)100
【详解】
(1)发电机的输出电流为
输电线的电流满足
解得
根据变压器电流关系得
(2)根据能量守恒得
解得