高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册4 电能的传输课后作业题

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题组一 输电线上电压和功率损失的计算
1．“西电东输”工程中，为了减少输电损耗，必须提高输电电压。从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW，输电电压为1000kV，输电线电阻为100Ω。若改用超导材料作为输电线，则可减少输电损耗的功率为( )
A．105kWB．104kW
C．106kWD．103kW
2．用电压U和KU分别输送相同的电功率，且在输电线上损耗的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为( )
A．K∶1B．1∶K
C．K2∶1D．1∶K2
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，则下列说法错误的是( )
A．损耗功率为U2R
B．输电导线上的电流为PU
C．电压损失为PUR
D．用户得到的功率为P－P2U2R
4．某用电器离供电电源的距离为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ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是( )
A．ρlIUB．I2ρ
C．2ρlIUD．2UlIρ
5．发电站利用输电线路远距离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n-1n
B．输电线上损失的电压减少到原来的1n
C．输电线上损失的电能减少到原来的n2-1n2
D．输电线上损失的电能不变
题组二 远距离输电
6．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200V，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220V的用电器正常工作，则( )
A．n2n1＞n3n4
B．n2n1＜n3n4
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
7．如图为远距离输电线路的示意图。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是( )
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
8．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝2202sin100πt(V)，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11Ω的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是( )
A．通过R0电流的有效值是20A
B．降压变压器T2原、副线圈的电压之比为4∶1
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D．升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率
9．如图甲所示，一个小型水力发电站，发电机输出电压U0＝250V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm＝30kW，它通过总电阻r线＝2.0Ω的输电线直接向远处的居民区供电，设居民区所有用电器都是额定电压U用＝220V的白炽灯，总功率为P用＝22kW，不计灯丝电阻随温度的变化。
甲 乙
(1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏？发电机实际输出的电功率多大？
(2)若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗，已知用户变压器的降压比为40∶1，如图乙所示。当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大？
10．(多选)如图所示的是一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为R。则下列关系式正确的是( )
A．输电导线中的电流强度I2＝P1U2
B．热损失的功率ΔP＝(U2－U3)I3
C．两变压器线圈匝数比满足n3n4＜n1n2
D．变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2＞I3
11．如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是( )
A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大
B．当用户的用电器增多时，P1变大，P3减小
C．输电线上损失的功率ΔP＝U22R
D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比n2n1，同时应增大降压变压器的匝数比n3n4
12．某水电站的水位落差为20m，通过水轮机的流量为10m3/s，发电效率为20%。水流通过水轮机时，使水轮机以252rad/s的转速转动。水轮机带动的线圈共1000匝，线圈面积0.2m2，线圈置于磁感应强度为0.1T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。
13．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，其扇形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。