《更具体的远距离输电模型》更具体的远距离输电模型 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《更具体的远距离输电模型》更具体的远距离输电模型

1单选题

远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n$_1$、n$_2$，电压分别为U$_1$、U$_2$，电流分别为I$_1$、I$_2$，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)

A
$\frac {I$_1$}{I$_2$}$=$\frac {n$_1$}{n$_2$}$
B
I$_2$=$\frac {U$_2$}{R}$
C
I$_1$U$_1$=I$_2$_R
D
I$_1$U$_1$=I$_2$U$_2$

题目答案

D

答案解析

分析：

变压器电压之比等于匝数之比；电流之比等于匝数的反比；在远距离输电中，输电导线上功率有损耗．

解答：

解：A、升压变压器电流之比等于匝数的反比；故有：$\frac {I$_1$}{I$_2$}$=$\frac {n$_2$}{n$_1$}$；故A错误；

B、U$_2$是输电导线及降压变压器两端的电压，不能只对导线由欧姆定律求电流；故B错误；

C、升压变压器输出的功率等于导线上消耗的功率及降压变压器消耗的功率之和；故C错误；

D、理想变压器输入功率等于输出功率；故I$_1$U$_1$=I$_2$U$_2$，故D正确．

故选：D．

点评：

理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．

纠错重做

2填空题

某水利发电站采用高压输电将电能输送到华北地区，输送电路如图所示，升压、降压变压器均为理想变压器．输送的总电功率为P=4.5×10_kW．发电机输出的电压为U_0=18kV．输电电压为U=500kV．要使输电线上损耗的功率等于输电功率的5%．则：

(1)发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比为：；

(2)输电线路的总电阻R=Ω．

填空题答案仅供参考

题目答案

92502.8

答案解析

分析：

升压变压器的原副线圈匝数之比等于原副线圈电压值比；

根据输电线上的功率损失，结合输电线的电流求出输电线上损失的电压，即可求的输电线路上的电阻．

解答：

解：(1)根据　　　$\frac {U}{U}$=$\frac {n$_1$}{n$_2$}$得

$\frac {n$_1$}{n$_2$}$=$\frac {U}{U}$=$\frac {18000}{500000}$=$\frac {9}{250}$

(2)输入功率为 　P=IU

输电线上损失功率为P_损=I_R

又 P_损=5% P

联立解得　R=2.8(Ω)

答：(1)发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比为9：250；

(2)输电线路的总电阻R为2.8Ω．

点评：

解决本题的关键知道：1、原副线圈电压之比与匝数之比的关系；2、升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压以及电压损失的关系．

纠错重做

3单选题

某小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，输出的总功率则根据需要可以调节．它发出的交变电流先通过发电机附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处居民区附近的降压变压器，经降压后再输至各用户．设变压器都是理想的，那么随着用户接入电路的用电器的增加，下列判断正确的是（　　）

A
降压变压器次级线圈的电压不变
B
升压变压器次级线圈两端的电压变小
C
高压输电线路上的电压损失不变
D
高压输电线上损耗的功率占发电机输出总功率的比例变大

题目答案

D

答案解析

分析：

将发电站的电能远输时，由于电线上的电阻而导致电压损失，从而使得用户得到的电压减少．当用户用电处于高峰期时，副线圈的电流变大，导致原线圈的电流也增大．由于原线圈的电压不变，则原线圈的输入功率变大，因此用户得到的总功率是变大的．

解答：

解：A、当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路损失的电压变大，最终使得降压变压器的副线圈上的电压变小，故AC错误；

B、升压变压器的目的是提高电线上的电压从而降低电线上消耗，由于升压变压器的输入电压不变，原副线圈匝数不变，则副线圈的电压不变，故B错误；

D、当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的电压变大，导致线路中损失的功率变大，故D正确；

故选：D

点评：

理想变压器的输入与输出功率相等，当电线上电阻的电压越大时，用户得到的电压则越少．所以要通过升压变压器将电压提高，从而实现降低电压损失．

纠错重做

4多选题

(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T$_1$和降压变压器T$_2$向用户供电．已知输电线的总电阻为R=10Ω，降压变压器T$_2$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=220$\sqrt {2}$sin100πt V，降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，当负载R_0=11Ω时(　　)

A
通过R电流的有效值是20A
B
升压变压器的输入功率为4650W
C
当负载R_0增大时，发电机的输出功率减小
D
发电机中电流变化的频率为100Hz

题目答案

BC

答案解析

分析：

在输电的过程中，交流电的频率不变，结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻，根据欧姆定律求出通过用电器的电流，结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率．

解答：

解：A、通过用电器的电流有效值I=$\frac {U}{R}$=$\frac {220$\sqrt {2}$}{$\sqrt {2}$×11}$A=20A，根据$\frac {I$_3$}{I$_4$}$=$\frac {n$_4$}{n$_3$}$得，输电线上的电流I$_3$=20×$\frac {1}{4}$A=5A，故A错误；

B、输电线上损耗的功率△P$_3$R=25×10W=250W，降压变压器的输入功率P$_3$=U$_4$I$_4$=220×20W=4400W，则升压变压器的输出功率P=P$_3$+P_损=4400+250W=4650W．故B正确．

C、当用电器的电阻R_0增大时，降压变压器的输出电流减小，则输电线上的电流减小，升压变压器原线圈中的电流变小，根据P=UI知，发电机的输出功率减小．故C正确．

D、交流电经过变压器，频率不变，则交流电的频率f=$\frac {ω}{2π}$=$\frac {100π}{2π}$=50H_Z．故D错误．

故选：BC．

点评：

解决本题的关键知道：1、原副线圈的电压、电流与匝数比的关系；2、升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系．

纠错重做

5多选题

(多选)某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压恒为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n$_1$、n$_2$，降压变压器原副线圈匝数分别为n$_3$、n$_4$．变压器均为理想变压器．则(　　)

A
要使用户得到220V的电压，应满足n$_2$：n$_1$＞n$_3$：n$_4$
B
随着用户用电功率的增加，降压变压器原线圈两端的电压变小
C
输电线路上损耗的功率与升压变压器的输出功率成正比
D
输电线上的电流小于用户得到的总电流

题目答案

ABD

答案解析

分析：

通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率，在输电导线上有电压损耗和能量损耗

解答：

解：A、由变压器的电压比匝数之比$\frac {n$_2$}{n$_1$}$=$\frac {U$_2$}{U$_1$}$，$\frac {n$_3$}{n$_4$}$=$\frac {U$_3$}{U$_4$}$，及U$_1$=200V，U$_4$=220V，又因为线路电压损失，即U$_2$＞U$_3$，所以n$_2$：n$_1$＞n$_3$：n$_4$，故A正确；

B、若用户功率增加，则输入功率增加，由I=$\frac {P}{U}$及U_耗=IR知I增加，U_耗增加，则降压变压器初级线圈两端的电压变小．故B正确；

C、在输电线路中I=$\frac {P}{U$_2$}$，损失的功率为△P=I_R=$\frac {P}{$_2$}$R，与输送的功率的平方成正比，故C错误；

D、在降压变压器中$\frac {I$_3$}{I$_4$}$=$\frac {n$_4$}{n$_3$}$，由于n$_3$＞n$_4$，故输电线上的电流小于用户得到的总电流，故D正确；

故选：ABD

点评：

理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．

纠错重做

6多选题

(多选)小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输电压为200V，输电线中电流为I，总电阻为R，升压变压器原副线圈匝数分别为n$_1$、n$_2$，输入、输出电压分别为U_0、U，输入功率为P；降压变压器原副线圈匝数分别为n$_3$、n$_4$，输入、输出电压分别为U$_2$、U$_3$，输出功率为P'(变压器均为理想变压器)．若额定电压为220V的用电器正常工作，则（　　）

A
P=P'
B
P=P'+I_R
C
$\frac {n$_2$}{n$_1$}$＞$\frac {n$_3$}{n$_4$}$
D
I=$\frac {U}{R}$

题目答案

BC

答案解析

分析：

通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．

解答：

解：A、根据理想变压器的输出功率等于输入功率，但由于电线电阻功率损失，则有P=P'+I_R，故A错误，B正确；

C、由变压器的电压比与匝数之比的关系得：$\frac {U}{U}$=$\frac {n$_1$}{n$_2$}$，$\frac {U$_2$}{U$_3$}$=$\frac {n$_3$}{n$_4$}$；

因升压变压器，所以U＞U_0，又因与为线路电压损失，即U$_2$＞U，所以$\frac {n$_2$}{n$_1$}$＞$\frac {n$_3$}{n$_4$}$ 故C正确；

D、输电线中电流为I，总电阻为R，则IR是输电线的电压损失，并不是输电线两端的电压，故D错误，

故选：BC

点评：

理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．

纠错重做