专题68 电能输送模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练
展开一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系,确定每一个专题的内容,在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型,明确题目考查的目的,恰当运用所学知识解决问题:情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目,使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
2024高考物理二轮复习80热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型68 电能输送模型
最新高考题
1.(2023年6月高考浙江选考科目)我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是( )
A.送电端先升压再整流
B.用户端先降压再变交流
C.1100kV是指交流电的最大值
D.输电功率由送电端电压决定
【参考答案】A
【名师解析】由于只有交流电才能通过变压器变压,所以送电端先升压在整流,用户端先变交流电在降压,A正确B错误;特高压输电1100kV是指直流电压,C错误;输电功率由用户端电压决定,D错误。
2. (2023高考山东高中学业水平等级考试)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1= 250V,输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3:n4= 50:1,输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计,用户端电压U4= 220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 发电机的输出电流为368A
B. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kW
D. 升压变压器的匝数比n1:n2= 1:44
【参考答案】C
【名师解析】
由题知,发电机的输出电压U1 = 250V,输出功率500kW,则有,A错误;
由题知,用户端电压U4 = 220V,功率88kW,则有,P′ = U4I4
联立解得:I4 = 400A,I3 = 8A,U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为P损 = I32R = 4kW
且U2 = U3+I3R = 11500V
再根据,解得,BD错误;
根据理想变压器无功率损失有P = U2I3+P储
代入数据有 P储 = 408kW,C正确。
3. (2022天津学业水平选择性考试) 如图所示,两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表,a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后( )
A. R发热功率不变
B. 电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大
D. 电流表的示数变小
【参考答案】BC
【命题意图】本题考查变压器、动态电路及其相关知识点。
【名师解析】
闭合开关S后,负载电阻减小,匝数为的线圈输出功率变大,匝数为的线圈输入功率也变大,a、b两端电压有效值不变,由
可知电流表的示数变大,根据
因比值不变,变大,变大,因此,R的发热功率变大,故A错误,C正确;
根据理想变压器电压比等于匝数比
可知输出电压不变,电压表的示数不变,故B正确;
根据理想变压器电流与匝数关系可得,
由于匝数均保持不变,增大,所以、增大,故电流表的示数变大,故D错误。
4. (2022新高考福建卷)某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为,定值电阻,小灯泡、的规格均为“ ”,理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1.分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ,两电路都稳定工作时,( )
A. 与一样亮
B. 比更亮
C. 上消耗的功率比的大
D. 上消耗的功率比的小
【参考答案】BC
【命题意图】此题考查远距离电能输送、变压器、电功率及其相关知识点。
【名师解析】
若开关接cd端,则若电源电压为,理想变压器、的匝数比为
用户电阻为,输电线电阻为,由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压
降压变压器初级电压
降压变压器次级电压
可得输电功率为
输电线上损耗的电功率为
用户得到的电功率为
若开关接ab端,则负载得到的功率
输电线上损耗的电功率为
将, ,k=3带入可知
可得
即比更亮;
上消耗的功率比的大。故选BC。
5.(2023高考天津卷) 下图为输电线为用户输电的情景,电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器,中间输电电路电阻为R,下列说法正确的有( )
A. 输出电压与输入电压相等
B. 输出功率大于输入功率
C. 若用户接入的用电器增多,则R功率降低
D. 若用户接入的用电器增多,则输出功率降低
【参考答案】B
【名师解析】
由于输电过程中电阻R要产生热量,会损失功率,故输出功率大于输入功率;输出电压大于输入电压,故A错误,B正确;
由于输入电压不变,所以变压器的输出变压不变,随着用户接入的用电器增多,导致用户端的等效电阻变小,则电流变大,根据
可知R功率增大;故C错误;
用户接入电路的用电器越多,用电器消耗功率增大,即输出功率增大,故D错误。
最新模拟题
1.(2024广东七校第一次联考)在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气,高压输电线因结冰而造成严重损毁,如图所示。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。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;若输电功率和输电线电阻不变,除冰时,需要输电线上热耗功率为,则除冰时( )
A.输电电流为B.输电电流为9I
C.输电电压为3UD.输电电压为
【参考答案】D
【名师解析】根据△P=I2r,导线上的热损失功率变为原来的9倍,电流应增加为原来的3倍,即为3I;由P=UI知,则输送电压变为。故选D。
2. (2024长春重点高中质检)某电站不用变压器直接向用户输送电能,若输电功率为P,输电电压为U,输电线电阻为R,用户得到的电压为,则下列说法中正确的是( )
A. 用户得到的功率为PB. 输电线上损失电功率为
C. 用户得到的功率为D. 输电线上损失电压为
【参考答案】BD
【名师解析】
输电线上的电流为,故损失电压为
用户得到的功率为
AC错误;
输电线上损失电功率为
B正确;
输电线上的电流为,故损失电压为
D正确
3 .(2023安徽六安三校联考) 如图所示为远距离输电的示意图(匝数如图),升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器,输电线的电阻为r=20Ω,发电厂的发电机输出电压为500V,输出功率为50kW,输电线损耗的功率是输送功率的4%,用电设备得到的电压为220V,则( )
A.
B.
C. 发电机的输出电压不变,输出功率变小,则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大
D. 发电机的输出功率不变,输出电压变小,则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大
【参考答案】AD
【名师解析】
由题意知,输电线损耗的功率
P损=50kW×0.04=2000W
则输送电流
I2==10A
发电机输出的电流
I1==100A
因此
选项A正确;
根据变压比可知,输送电压为U2=5000V,输电线上损失的电压
U损=I2r=200V
因此降压变压器输入电压
U3=U2-U损=4800V
则
选项B错误;
输送电流
则输电线上损耗的功率与输送功率的比值为
即发电机的输出电压不变,输出功率变小,则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变小;发电机的输出功率不变,输出电压变小,则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大,则选项C错误,D项正确。
。
4.(2023山东泰安模拟). 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。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器,两互感器原、副线圈的匝数比分别为200:1和1:20,电压表的示数为220V,电流表的示数为4A,输电线路总电阻r=20Ω,则下列说法正确的是( )
A. 甲是电流互感器,乙是电压互感器
B. 线路上损耗的功率为320W
C. 用户得到的电功率为3392kW
D. 用电设备增多,降压变压器输出电压U4变大
【参考答案】C
【名师解析】
互感器甲的原线圈并联在升压变压器副线圈两端,是电压互感器,互感器乙的原线圈串联在输电线电路中,是电流互感器,故A错误;
电流表的示数为,电流互感器乙原、副线圈的匝数比为,可知输电线上的电流为I2=80A,输电线路总电阻,则有输电线路上损耗的功率为
故B错误;
电压表的示数为,电压互感器A的原、副线圈的匝数比为,可知升压变压器副线圈两端电压为U2=44000V,则升压变压器的输出功率为
则有升压变压器的输入功率为3520kW,用户得到的功率为3392kW,故C正确;
用电设备增多,降压变压器副线圈回路的电流增大,则输电线上的电流增大,输电线上的电压降增大,降压变压器的输入电压U3变小,降压变压器输出电压U4变小,D错误。
5. (2023辽宁教研联盟二模)有一台内阻为1n的发电机,给一个学校照明供电,如图所示,T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器,升压变压器匝数比为1:4,降压变压器匝数比为4:1,T1与T2之间输电线的总电阻为10Ω。全校共有22个班,每班有220V、40W的日光灯6只,若保证灯管全部正常发光,则( )
A. 输电线上的电流为8A
B. 输电线上的损失电压为240V
C. 发电机的电动势为259V
D. 发电机的输出功率为5280W
【参考答案】C
【名师解析】
22个班电灯都正常工作时,则干路的总电流为
理想变压器原副线圈电流与匝数成反比,故输电线上的电流为,A错误;
输电线上损失的电压为,B错误;
理想变压器原副线圈电压与匝数成正比,可得
解得的原线圈两端的电压为
故的副线圈两端的电压为
原线圈两端的电压为
的原线圈的电流为
根据闭合电路的欧姆定律,发电机电动势,C正确;
发电机输出功率为 ,D错误。
。
6. (2023福建南平政和一中质检)如图,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线路的电阻不变,当用电高峰到来时( )
A. 输电线上损失的功率增大
B. 电压表V1的示数减小,电流表A1的示数增大
C. 电压表V2的示数增大,电流表A2的示数减小
D. 用户功率与发电厂输出功率的比值减小
【参考答案】AD
【名师解析】
当用电高峰到来时,用户消耗的功率变大,则降压变压器副线圈的电流变大,即电流表A2的示数变大,由于匝数比不变,输电线上的电流I随之变大,A1的示数增大,输电线上损失的功率变大,A正确;因发电厂的输出电压U1恒定,则升压变压器的副线圈两端的电压U2不变,即电压表V1的示数不变,故B错误;
输电线上的电压损失 ,变大,故降压器原线圈两端的电压减小,副线圈两端的电压也减小,即电压表V2的示数减小,C错误;
设电厂输出功率为P,输电线上电流为I,用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值
==
因为输电线上的电流I增大,则电压损失增大,U2不变,所以用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值减小,D正确。
7. (2023重庆信息联考卷3) 如图所示是远距离输电的示意图,远距离输电要采用高压输电,输电电压330kV、550kV乃至750kV的线路,称为超高压输电线路,输电交流电压为1000kV(直流电压为)及以上的线路,称为特高压输电线路.我国已实现大功率的远距离输电,构建了大规模“西电东送”“北电南送”的能源配置格局,2018年,我国开始建造世界上容量最大的特高压多端直流输电工程.下列说法正确的是( )
A. 远距离输电的输送电压指升压变压器原线圈端电压
B. 远距离输电的输送电压可以无限制地提高
C. 远距离输电的输送电流指一次高压变电站副线圈的电流
D. 特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输电
【参考答案】D
【名师解析】
远距离输电的输送电压指升压变压器副线圈端电压,故A错误;
不能无限制提高电压,电压越高对输电线路绝缘的要求越高,线路修建费用越高,故B错误;
远距离输电的输送电流指二次高压变电站副线圈的电流,故C错误;
为了增加输电效率,特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输,故D正确.
8. (2023天津南开二模) “张北的风点亮北京的灯”深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目,把张北的风转化为清洁电力,并入冀北电网,再输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京赛区某场馆1万个额定电压为、额定功率为的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的交变电压时,赛区的空LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛区获得总功率的4%,输电导线的等效电阻为。则下列说法正确的是( )
A. 风力发电机的转速为
B. 风力发电机内输出的电能为
C. 降压变压器原、副线圈匝数比为
D. 升压变压器副线圈输出的电压的有效值为
【参考答案】ACD
【名师解析】
由图乙可知该交流电的周期为
所以风力发电机的转速为,故A正确;
风力发电机输出功率,故B错误;
输电线上损耗的功率为
由可得
降压变压器副线圈电流
所以降压变压器原、副线圈匝数比为 ,故C正确;
降压变压器原线圈电压
输电线上损耗的电压为
所以升压变压器副线圈输出的电压的有效值为 ,故D正确
9.(2023四川成都七中二诊)某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机的输出功率为100kW,输出电压为,输电导线的总电阻为,导线上损耗的电功率为4kW,要使额定电压为220V的用电器正常工作,不计变压器损耗,则下列判断正确的是( )
A.,用电器得到的交流电频率为50Hz
B.升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为和
C.若用电器功率变大,则输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
D.若用电器功率变大,升压变压器的输出电压增大
【参考答案】BC
【名师解析】由输出电压表达式可知
用户得到的交流电频率为 ,A错误;
升压变压器原线圈电流为
根据
输电电流为
升压变压器原、副线圈的匝数比为
升压变压器输出电压为
降压变压器原线圈电压为
降压变压器原、副线圈的匝数比为 ,B正确;
若用电器功率变大,则用户端电流变大,输电电流变大,损失功率占总功率的比为
可知,升压变压器输出电压与发电机输出电压和升压变压器匝数比有关,则U2不变,输电线上损耗的功率占总功率的比例增大,C正确,D错误。
。
10. (2023云南昆明一中第9次质检)图甲为远距离输电示意图,发电站发出的电通过升压变压器升压,经过电线远距离传输后,再通过降压变压器降压后输入用户。已知升压变压器原、副线圈匝数比为,降压变压器原、副线圈匝数比为,升压变压器原线圈输入电压如图乙所示,用户端连接的电灯额定功率均为,电阻均为,变压器均为理想变压器,当用户接入1100盏电灯时电灯均正常发光,则( )
A. 发电机的输出功率为
B. 远距离输电线的总电阻为
C. 随着用户数量的增加,电灯的亮度会变暗
D. 随着用电量的增加,损耗的电能与电站输出的总电能之比越来越小
【参考答案】BC
【名师解析】
根据题意有,
解得
根据变压器的原理,有,,
而
可得
再由功率之间的关系可得,故A错误,B正确;
随着用户数量增加,线路中的电流增大,导致输电线上的分压增大,使得用户获得的电压减小,故C正确;
损耗的电能与电站输出的总电能之比为
可知,随着用电量的增加,损耗的电能占比会越来越大,故D错误。
11. (2023广东实验中学三模)我国是全球唯一掌握超特高压直流输电技术的国家。下图是特高压直流输电系统的模拟图(只显示变压与传输部分),则以下说法正确的是( )
A. 题中描述的“特高压直流输电”,说明变压器可以直接对直流电进行变压作用
B. 变压器在升压过程中频率随着电压的增大而升高
C. 在输电功率一定条件下,输电电压提高十倍,线路损耗功率将降低为原来的一百分之一
D. 在上图中,用户接入电路的用电器越多,流过的电流越大,由匝数比等于电流的反比可知,流过电阻的电流变小
【参考答案】C
【名师解析】
根据变压器工作原理可知,变压器不可以直接对直流电进行变压作用,故A错误;
变压器在升压过程中频率保持不变,故B错误;
根据 ,
联立可得
在输电功率一定条件下,输电电压提高十倍,线路损耗功率将降低为原来的一百分之一,故C正确;
在上图中,用户接入电路的用电器越多,流过的电流越大,根据
可知随着增大,流过电阻的电流变大,故D错误。
模型49 安培力模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练: 这是一份模型49 安培力模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练,文件包含模型49安培力模型原卷版版-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练docx、模型49安培力模型解析版-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共27页, 欢迎下载使用。
模型48 磁场叠加模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练: 这是一份模型48 磁场叠加模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练,文件包含模型48磁场叠加模型原卷版-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练docx、模型48磁场叠加模型解析版-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共25页, 欢迎下载使用。
模型35 简谐运动模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练: 这是一份模型35 简谐运动模型-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练,文件包含模型35简谐运动模型原卷版-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练docx、模型35简谐运动模型解析版-2024高考物理二轮复习80模型最新模拟题专项训练docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。