2017-2018学年人教版选修3-2 第5章 第5节电能的输送 课时作业

第五章 第五节

基础夯实

一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)

1．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和导学号 26760316( D )

PR1

A．，

kUnPR1C．，2 kUn

P1B．()2R， kUnP1D．()2R，2 kUn

P2分别为P1

解析：该题考查远距离输电线路的功率损耗问题。解题的关键是要求出输电电流。当副P

线圈与原线圈的匝数比为k时，U2＝kU，此时输电线上的电流I＝，线路损耗的功率P1

kUP2RP2RP21

＝IR＝2，当匝数比为nk时，线路损耗的功率P2＝2，则＝2，D选项正确。 P1n?kU??nkU?

2

2．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2。则导学号 26760317( A )

A．用户端的电压为I1U1/I2 B．输电线上的电压降为U

2

C．理想变压器的输入功率为I1r

D．输电线路上损失的电功率为I1U

解析：本题考查远距离输电，解题关键是弄清远距离输电的原理和方法。根据变压器的原理，有

U2n2＝ U1n1I2n1＝ I1n2

I1

所以用户端电压U2＝U1，A正确；输电线上的电压降，ΔU＝I；r＝U－U1，B错误；

I2

理想变压器的输入功率P1＝U1I1，C错误；输电线上损失功率P损＝I2D错误。 1r＝I1(U－U1)，

3．某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R线。则下列说法不正确的是导学号 26760318( A )

U

A．输电线上的电流I＝ R线P0B．输电线上的电流I＝ U

P0C．输电线电阻上的功率损失P线＝()2R线

UP0D．输电线电阻上的电压损失U线＝R线

U

P0解析：输电线上的电流为I线＝，A错，B对；根据P线＝I2R线，U线＝I线R线知C、D

U正确。

4．寒冷的冬季，低温雨雪冰冻天气容易让高压输电线因结冰而损毁。2016年1月31日，贵州省共有59个县(市、区)降雪，22县出现电线积冰，其中有6个县电线积冰直径达28毫米(含导线直径26.8毫米)(如图)，为清除高压输电线上的结冰，一项名为“1 100千伏特高压隔离开关”的“破冰实验”在我国大兴安岭漠河县取得成功，标志着我国特高压输电技术已突破低温环境制约。为消除高压输电线上的冰，假设利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热消耗功率为P损；除冰时，输电线上的热功率需要变为9P损，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)导学号 26760319( AD )

A．输电电流为3I C．输电电压为3U

B．输电电流为9I 1

D．输电电压为U

3

P

解析：输电线上的功率损失为P损＝I2R线＝()2R线，由该式可知要使P损增大到原来的

U1

9倍，输电电流应变为原来的3倍或输电电压应变为原来的，故A、D正确。

3

二、非选择题

5．(2016·江西省赣州市十三县(市)高二下学期期中)某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×108Ω·m，导线横截面积为1.5×104m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：

－

－

导学号 26760320

(1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失。 答案：(1)8×104V (2)3200V

2×80000L－

解析：(1)输电线路的电阻为R＝ρ＝2.4×108×－＝25.6(Ω) S1.5×104输电线上损失的功率为ΔP＝4%P＝4%×104kW＝400kW 由ΔP＝I2R得 I＝

ΔP＝R

400000

＝125A 25.6

有P＝UI得

P1×10U＝＝＝8×104V

I125

(2)输电线路上电压损失为ΔU＝IR＝125A×25.6Ω＝3200V。

6．(2017·广西柳州市铁路一中高二上学期期末)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10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，求：导学号 26760321

7

(1)村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)

(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？ 答案：(1)1︰3 72︰11 (2)320V 5760W

解析：建立如图甲所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比。本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U2，然后再求U3。

(1)由线路损耗的功率P线＝I2线R线可得 I线＝

P线

＝R线

9000×4%

A＝6A 10

又因为P输出＝U2I线，所以

P输出9000U2＝＝V＝1500V

6I线

U3＝U2－I线R线＝(1500－6×10)V＝1440V 根据理想变压器规律

n1U15001n3U3144072

＝＝＝，＝＝＝ n2U215003n4U422011

所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1︰3和72︰11。 (2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图所示)，由

P输出＝UI线′可得 P输出9000

I线′＝＝A＝18A

U500所以线路损耗的功率

P线＝I线′2R线＝182×10W＝3240W 用户得到的电压

U用户＝U－I线′R线＝320 V 用户得到的功率

P用户＝P输出－P线＝(9000－3240)W＝5760W。

能力提升

一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)

1．(2017·江西省宁师中学、会昌中学高二5月联考)某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是导学号 26760322( A )

A．升压变压器的匝数比为1︰10 B．输电线上的损失功率为3000W C．输电线上的电流为100A D．降压变压器的输入电压为4700V

解析：输电线上损失功率为P损＝P×0.6%＝50×103×0.6%W＝300W，故B错误；输