1、课时分层作业(十一)基础达标练(时间：15 分钟 分值：50 分)一、选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分)1(多选 )如图 276 所示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( )图 276A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耗B高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的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耗越小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ABD 依据输电原理，电路中的功率损耗 P 损 I 2R 线 ，而 R 线 ，增大输lS电导线的横截面积，可减小 输电线的电阻， 则能够减少 输电过程中的
2、电能损耗，选项 A 正确；由 P 输 UI 知，在输送功率 P 输 一定的情况下，输送电压 U 越大，则输电电流 I 越小， 电路中的功率损耗越小， 选项 B 正确；若输送电压一定， 输送功率 P 输 越大，则电流 I 越大， 电路中损耗的电功率越大，选项 C 错误；因为输电电压越高， 对于安全和技术 的要求也越高，因此并不是输送电压越高越好，高 压输电必须综合考虑各种因素， 选项 D 正确 2(多选 )下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是( ) 【导学号：24622085】A直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节和用电环节是交流B直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而输电环
3、节是交流C整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流D逆变器将交流变直流，整流器将直流变交流AC 直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成，在整流站通过整流器将交流电变换为直流电，在逆变站利用逆变器将直流电变换为交流电因此 选项 A、C 正确 3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，则输电导线上损耗的功率下列表达式错误的是( )A. B.U21R U1 U22RCI 2R DI(U 1U 2)A 用 P 求电阻上损 失的功率时，U 要与电阻 R 相对应， A 中的 U1 是U2R输出电压不是输电线电阻上的电压，故
4、A 是错误的； B 中的 U1U 2 是输电线电阻上的电压，因此，B 是正确的；C、D 中的电流 I 是输电线中的电流，故 C、D 都是正确的41987 年我国科学家制成了临界温度为 90 K 的高温超导材料利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电现在有一直流电路，输电线的总电阻为 0.4 ，它提供给用电器的电功率是 40 kW，电压为 800 V，如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，则节约的电功率为( )A1.6 kW B1.610 3 kWC1 kW D10 kWC 节约 的电功率即原来输电线上电阻消耗的热功率， PI 2R R(PU)2 0.4
5、 W1 103 W1 kW.(40103800 )2 5远距离输电的原理图如图 277 所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1，n 2，电压分别为 U1，U 2，电流分别为 I1，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( ) 【导学号：24622086】图 277A. BI 2I1I2 n1n2 U2RCI 1U1I R DI 1U1I 2U22D 根据理想变压器的工作原理解题根据理想 变压 器的工作原理得I1U1 I2U2， .U2 不是加在 R 两端的电压，故 I2 ，而 I1U1 等于 R 上消耗I1I2 n2n1 U2R的功率 I R 与下一 级
6、变压 器的输入功率之和 选项 D 正确26(多选 )某小型水电站的电能输送示意图如图 278 所示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、n 2，降压变压器原、副线圈匝数分别为 n3、n 4(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 278A n2n1n3n4B ，A 正确，B、C 错误；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率n2n1n3n4加上输电线上损失的功率，D 正确 二、非选择题(14 分)7如图 279 所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW，输出电压为 400 V，向距离较远的用
7、户供电，为了减少电能损耗，使用 2 kV 高压输电，最后用户得到“220 V 9.5 kW”的电能，求：图 279(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ；n1n2(2)输电线路导线电阻 R；(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比 .n3n4【解析】 (1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比： .n1n2 U1U2 4002 000 15(2)由 P 损 I R，输送电流取决于输出电压及输送功率，有 I22PU2所以 R 20 .P损I2(3)设降压变压 器原线圈上电压为 U3，U3U 2I 2R(2 0005 20) V1 900 V所以降压变压器原、副线圈匝数比为： .n3n4 U3U4 1
8、900220 9511【答案】 (1) (2)20 (3)15 9511能力提升练(时间：25 分钟 分值：50 分)一、选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分)1(多选 )某小型水电站的电能输送示意图如图 2710 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 41，降压变压器副线圈两端交变电压 u220sin 100t (V)，降压变压器的副线圈与阻值 R011 的电阻组成闭合电2路若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是 ( ) 【导学号：24622087】图 2710A通过 R0
9、 的电流有效值是 20 AB降压变压器 T2 原、副线圈的电压比为 41C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 的输出功率大于降压变压器 T2 的输入功率ABD 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为 V220 V，负载电22022阻为 11 ，所以通过 R0 的 电流的有效值是 20 A，故 A 正确；因为降压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 41，所以原、副线圈的电压 之比为 41，故 B 正确；由于输电线有电阻导致降压变压器 T2 的输入电压低于升压变压器 T1 的输出电压，故 C 错误；升压变压器 T1 的输入与输出功率相等，降压变压器 T2
10、的输入与输出功率也相等，但升压变压 器 T1 的输出功率大于降压变压器 T2 的输入功率，原因是输电线上电阻消耗功率，故 D 正确 2通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率 P，原线圈的电压 U保持不变，输电线路的总电阻为 R.当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线路损耗的电功率为 P2，则 P1 和 分别为( )P2P1【导学号：24622088】A. ， B. R，PRkU 1n (PkU)2 1nC. ， D. R，PRkU 1n2 (PkU)2 1n2D 根据 变压器的变压规律，得 k， nk，所以 U1kU，U
11、2nkU.根U1U U2U据 P UI，知匝数比为 k 和 nk 的变压器副线圈的电流分别为 I1 ，I2PU1 PkU .根据 PI 2R，输电线 路损耗的电功率分别为PU2 PnkUP1I R R，P2I R R，所以 .选项 D 正确，选项 A、B、C21 (PkU)2 2 ( PnkU)2 P2P1 1n2错误3如图 2711 所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )甲 乙图 2711A用户用电器上交流电的频率是 100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是 500 VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输
12、电线上损失的功率减小D 根据交流电的变化规律、变压器的工作原理和 远距离输电知识解题由 ut 图像可知，交流电的周期 T0.02 s，故频率 f 50 Hz，选项 A 错误；1T交流电的最大值 Um500 V，故有效值 U 250 V，选项 B 错误；输电线Um2 2上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项 C 错误；当用户用电器的总电阻增大时，副 线圈上的 电流减小，根据 ，I1I2 n2n1原线圈( 输电线 )上的电流减小，根据 PI R，得输电线损失的功率减小，选项 D21正确4(多选 )如图 2712 为某小型水电站的电能输送示意图已知输电线的总电阻 R
13、10 ，降压变压器 T2 的原、副线圈匝数之比为 41，电阻 R011 .若 T1、T 2 均为理想变压器， T2 的副线圈两端电压表达式为 u220 sin 100t 2V，下列说法正确的是 ( ) 【导学号：24622089】图 2712A发电机中的电流变化频率为 100 HzB通过 R0 的电流有效值为 20 AC升压变压器 T1 的输入功率为 4 650 WD若 R0 的电阻减小，发电机的输出功率也减小BC 由于 T2 的副线圈的交流电的频率为 f 50 Hz，而变压器2 1002是不能改变交流电频率的，故 发电机中的电流变化频率为 50 Hz，选项 A 错误；由于 T2 的副线 圈的
14、交流电电压 的有效值为 U220 V，故通过 R0 的电流有效值为 I 20 A，故 选项 B 正确；根据匝数与电流的关系可得 T2 的原线UR0 220 V11 圈中的电流为 I 5 A，故输电线上损失的功率 为 P 损 I 2R(5 A)210 I4 250 W，而电阻 R0 上消耗的电功率为 P0I 2R0(20 A)211 4 400 W，故升压变压器 T1 的输入功率 为 PP 损 P 04 400 W250 W4 650 W，故选项C 正确；若 R0 的电阻减小， 则电阻 R0 消耗的电功率将增大，输电线上的电流增大，输电线上消耗的电功率也增大，故发电机的输出功率也要增大，故选项
15、D 错误二、非选择题(本题共 2 小题，共 26 分)5(10 分) 如图 2713 所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为 r1 ，升压变压器匝数比为 n1n 214，降压变压器的匝数比为 n3n 441，输电线总电阻为 R 线 4 ，全校有 22 间教室，每间教室安装 “220 V 40 W”的电灯 6 盏，要求所有的电灯都正常发光，求：图 2713输电线上损耗的电功率 P 损 多大？【解析】 所有电灯正常发光时消耗的功率为P 灯 40226 W 5 280 W P 4，由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4220 V，所以降压变压器原线圈两端电压U3 U4 220 V880 V，
16、n3n4 41两变压器之间输电线上的电流为I 线 A6 A，P3U3 P4U3 5 280880输电线上损失的功率P 损 I R6 24 W144 W.2线【答案】 144 W6(16 分) 把功率为 220 kW 的电能用铝导线(铝的电阻率 2.710 8 m)输送到 10 km 外的地方，要使功率损失不超过输送功率的 10%.(1)如果采用 220 V 的电压输电，导线的横截面积至少要多大？采用这样的导线切合实际吗？(2)若采用 110 kV 的电压输电，导线的横截面积是多大？(3)对于同种输电导线，若分别采用 110 kV 和 220 V 输电，损失的功率之比是多少？【解析】 (1)如果
17、采用 220 V 的电压输电，则通过导线的电流 I PUA10 3 A.220103220由于功率损失 P10% P022 kW 2210 3 W，且 PI 2R，因此导线的电阻 R 0.022 .PI2 22103106根据 R 可得，导线的横截面 积 S lS lRm22.4610 2 m22.710 82101030.022所以，导线横截面的半径 r8.85 cm由上述计算可知，采用这样粗的导线是不切实际的(2)若采用 110 kV 的电压输电 ，则通过导线的电流I A2 A.PU 220103110103因此导线的电阻 R 5.510 3 PI 2所以，导线横截面的面积S m29.8210 8 m2.lR 2.710 821045.5103(3)对于同种输电导线 ，若分别采用 110 kV 和 220 V 输电，损失的功率之比为 .P1P2 I21I2 U2U21 ( 220110103)2 1250 000【答案】 (1)2.46 102 m2 不切合实际 (2)9.8210 8 m2 (3)1250 000
