課時訓練11電能的輸送

1、.課時訓練11電能的輸送題組一輸電線上的電壓損失和功率損失1.遠間隔 輸送交變電流都采用高壓輸電。我國正在研究用比 330 kV高得多的電壓進展輸電。采用高壓輸電的優(yōu)點是A.可進步用戶端電壓B.可根據需要調節(jié)交流電的頻率C.可減少輸電線上的能量損失D.可加快輸電的速度解析:采用高壓輸電減小了輸電電流,可減少能量損失,但不能改變交變電流的頻率和輸電速度,用戶端電壓由降壓變壓器決定,應選項C正確。答案:C2.如下圖為遠間隔 輸電線路的示意圖,假設發(fā)電機的輸出電壓不變,那么以下表達中正確的選項是A.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設備消耗的功率無關B.輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)

2、比決定C.當用戶用電器的總電阻減小時,輸電線上損失的功率增大D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓解析:變壓器的輸入功率、輸入電流的大小是由次級負載消耗的功率大小決定的,選項A、B錯誤;用戶用電器總電阻減小,據P=U2R,消耗功率增大,輸電線中電流增大,線路損失功率增大,選項C正確;升壓變壓器的輸出電壓等于輸電線路電阻上損失的電壓加上降壓變壓器的輸入電壓,選項D錯誤。答案:C3.遠間隔 輸送一定功率的交變電流,假設輸電電壓進步到原來的n倍,那么以下說法中正確的選項是A.輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼膎倍B.輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?n2C.輸電線上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼?nD.假設輸電

3、線上的電功率損失不變,輸電線路長度可為變?yōu)樵瓉淼膎2倍解析:P=UI,當U變?yōu)閚倍時,I變?yōu)樵瓉淼?n;電壓損失U=InR線;功率損失P損=In2R線;輸電線電阻R=lS,當l變?yōu)閚2倍時,電阻增大n2倍,那么P損=In2R線知P損不變。答案:D4.發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓是U1,發(fā)電廠至學校的輸電導線總電阻為R,導線中的電流為I,學校得到的電壓為U2,那么關于輸電線上損失的功率,以下表達式錯誤的選項是A.U12RB.(U1-U2)2RC.I2RD.IU1-U2解析:用P=U2R求電阻上損失的功率時,U要與電阻R相對應,選項A中的U1是輸出電壓,不是輸電線上的電壓,應選項A錯誤。選項B中的U1-

4、U2是輸電線上的電壓,因此,選項B正確。選項C、D中的電流I是輸電線中的電流,應選項C、D正確。答案:A5.如下圖,甲是遠間隔 輸電線路的示意圖,乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖象,那么A.用戶用電器上交變電流的頻率是100 HzB.發(fā)電機輸出交變電流的電壓有效值是500 VC.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D.當用戶用電器的總電阻增大時,輸電線上損失的功率減小解析:由圖象知f=1T=50 Hz,選項A錯誤;發(fā)電機輸出交變電流電壓的有效值為5002 V=2502 V,選項B錯誤;輸電線的電流由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比及負載大小決定,選項C錯誤;用電器總電阻變大,那么降壓變壓

5、器原、副線圈中電流減小,輸電線上損失功率也減小,選項D正確。答案:D題組二高壓輸電電路的分析與計算6.某農村水力發(fā)電站的發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定,它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓,然后用輸電線路把電能輸送到遠處村寨附近的降壓變壓器經降壓后再輸送至用戶,設變壓器都是理想的,那么在用電頂峰期,隨著用電器總功率的增加將導致A.升壓變壓器原線圈中的電流變小B.升壓變壓器副線圈兩端的電壓變小C.高壓輸電線路的電壓損失變大D.降壓變壓器副線圈兩端的電壓變大解析:在用電頂峰期,用戶端并聯(lián)的用電器數(shù)目增多,總電阻減小,降壓變壓器輸出的電流增大,輸出功率增大,輸電線路上的電流增大,輸電線路中的電壓損失增大,

6、降壓變壓器的輸入電壓減小,輸出電壓減小,選項C正確,D錯誤。升壓變壓器上的輸出電流增大,輸入電流也增大,選項A錯誤。但因為發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定,所以升壓變壓器的輸出電壓也是穩(wěn)定的,選項B錯誤。答案:C7.某用電器離供電電源的間隔 為l,線路上的電流為I,假設要求線路上的電壓降不超過U,輸電導線的電阻率為,那么,該輸電導線橫截面積的最小值是A.lRB.2lIUC.UlID.2UlI解析:輸電線的電阻R=2lS,輸電線上電壓損失U=IR=I2lS,所以S=2IlU,故B正確。答案:B8.多項選擇題我國北方地區(qū)冬季會出現(xiàn)凍雨,使高壓輸電線結冰,嚴重時會壓塌輸電鐵塔,導致輸電中斷。為消除高壓輸電線上的

7、冰凌,有人設計了這樣的融冰思路:利用電流的熱效應除冰。假設在正常供電時,高壓線上輸電電壓為U,電流為I,熱耗功率為P;除冰時,輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P,那么除冰時認為輸電功率和輸電線電阻不變A.輸電電流為3IB.輸電電流為9IC.輸電電壓為3UD.輸電電壓為13U解析:根據輸電功率P=UI,輸電線上電阻為R,那么P=I2R=PU2R,除冰時,輸電線上的熱耗功率為9P,那么輸電電流應為3I,輸電功率保持不變,所以輸電電壓為U3。答案:AD9.某發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器把電能輸送給消費和照明組成的用戶,發(fā)電機輸出功率是120 kW,輸出電壓是240 V,升壓變壓器原、副線圈的匝

8、數(shù)之比為125,輸電線的總電阻為10 ,用戶需要的電壓為220 V。那么:1輸電線上損失的電功率為多少?2降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少?解析:1根據理想變壓器的規(guī)律U1U2=n1n2得輸電電壓U2=n2n1U1=251240 V=6 000 V輸電電流I2=PU2=1201036 000 A=20 A輸電線上損失的功率P=I22r=20210 W=4 000 W。2輸電線上損失的電壓U=I2r=2010 V=200 V降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3=U2-U=6 000 V-200 V=5 800 V根據理想變壓器的變壓規(guī)律得n3n4=U3U4=5 800V220V=29011。答案:1

9、4 000 W22901110.發(fā)電機的端電壓為220 V,輸出電功率為44 kW,輸電導線的電阻為0.2 。假如用初級、次級線圈匝數(shù)比為110的升壓變壓器升壓,經輸電線路后,再用初級、次級線圈匝數(shù)比為101的降壓變壓器降壓供給用戶。1畫出全過程的線路圖;2求用戶得到的電壓和功率;3假設不經過變壓而直接送到用戶,求用戶得到的功率和電壓。解析:1線路圖如下圖。2升壓變壓器次級線圈的輸出電壓U2=n2n1U1=2 200 V,升壓變壓器次級線圈的輸出電流I2=n1n2I1。由P=U1I1得,升壓變壓器初級線圈的輸入電流為I1=PU1=44103220 A=200 A,所以I2=n1Pn2U1=44

10、10310220 A=20 A。輸電線路上電壓損失和功率損失分別為UR=I2R=4 V,PR=I22R=0.08 kW。加到降壓變壓器初級線圈上的輸入電流和電壓分別為I3=I2=20 A,U3=U2-UR=2 196 V。降壓變壓器次級線圈上的輸出電壓和電流分別為U4=n4n3U3=219.6 V,I4=n3n4I3=200 A。用戶得到的功率P4=U4I4=43.92 kW。3假設不采用高壓輸電,線路損失電壓UR=I1R=40 V,用戶得到的電壓U=U1-UR=180 V,用戶得到的功率為P=UI1=36 kW。答案:1見解析2219.6 V,43.92 kW3180 V,36 kW建議用時

11、:30分鐘1.關于減小遠間隔 輸電線上的功率損耗,以下說法正確的選項是A.由功率P=U2R,應降低輸電電壓,增大導線電阻B.由P=IU,應低電壓小電流輸電C.由P=I2R,應減小導線電阻或減小輸電電流D.上述說法均不對解析:輸電時導線上損失的電壓U=IR,它不同于輸電電壓,P=U2R或P=IU中的U應為導線上損失的電壓,故A、B錯。導線上功率的損失為發(fā)熱損失,即P=I2R,故C正確。答案:C2.多項選擇題遠間隔 輸送一定功率的交變電流,假設輸電線電阻一定,以下說法正確的選項是A.輸電線上的電壓損失跟輸電電壓成正比B.輸電線上的功率損失跟輸電電壓成正比C.輸電線上的功率損失跟輸電電壓的二次方成反

12、比D.輸電線上的功率損失跟輸電線上的電壓損失的二次方成正比解析:此題容易犯的錯誤是將輸電電壓與損失電壓混淆,由P=U2R而誤選B;正確的思路是由I線=P送U送可知P=P送2U送2R線,選項C正確;U=P送U送R線,選項A錯誤;P=U2R線,選項D正確。答案:CD3.我國已投產運行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設甲、乙兩地原來用500 kV 的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P。在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電。假設不考慮其他因素的影響,那么輸電線上損耗的電功率變?yōu)锳.P4B.P2C.2PD.4P解析:據P=UI,由5

13、00 kV的超高壓輸電變?yōu)?1 000 kV 特高壓輸電時,輸電線電流變?yōu)樵瓉淼?2。再根據P線=I2R線可得,輸電線上損耗的電功率將變?yōu)镻4。選項A正確。答案:A4.多項選擇題某發(fā)電站用11 kV交流電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為R?，F(xiàn)假設用變壓器將電壓升高到220 kV輸電,下面說法正確的選項是A.因I=UR,所以輸電線上的電流增為原來的20倍B.因I=PU,所以輸電線上的電流減為原來的120C.因P=U2R,所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍D.假設要使輸電線上損失的功率不變,可將輸電線的直徑減為原來的120解析:選項A中,U不是R兩端電壓,公式錯誤,所以選項A錯誤;因為輸

14、送的功率一定,由I=PU可知,當輸送的電壓增為原來的20倍時,電流減為原來的120,選項B正確;選項C中,R是輸電線的電阻,而U是輸電電壓,R與U又不對應,所以由P=U2R得出的結論是錯誤的;輸電線上損失的功率一般用P=I2R計算不容易出錯,從選項B中已經知道電流減為了原來的120,假設P不變,那么輸電線的電阻可增為原來的400倍,根據R=LS,在導線的電阻率、長度不變的條件下,那么橫截面積可減小為原來的1400,即導線的直徑減為原來的120,應選項D正確。答案:BD5.多項選擇題在遠間隔 輸電時,輸送的電功率為P,輸電電壓為U,所用導線電阻率為,橫截面積為S,總長度為L,輸電線損耗的電功率為

15、P,用戶得到的電功率為P用,那么P、P用的關系式正確的選項是A.P=U2SLB.P=P2LU2SC.P用=P-U2SLD.P用=P1-PLU2S解析:P=I2R=U2R式中I、U分別為輸電電流和輸電線損失的電壓,而I=PU,R=LS,所以P= P2LU2S=U2SL,從而P用=P-P=P-P2LU2S=P-U2SL,應選項B、D正確。答案:BD6.通過一理想變壓器,經同一線路輸送一樣的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,輸電線路的總電阻為R。當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時,線路損耗的電功率為P1,假設將副線圈與原線圈的匝數(shù)比進步到nk,線路損耗的電功率為P2,那么P1和P2P1分別為A.PRkU

16、,1nB.PkU2R,1nC.PRkU,1n2D.PkU2R,1n2解析:設副線圈與原線圈匝數(shù)比為k時,副線圈輸出電壓為U1,輸出電流為I1,電路損耗功率為P1,設副線圈與原線圈匝數(shù)比為nk時,副線圈輸出電壓為U2,輸出電流為I2,電路損耗功率為P2,根據理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)成正比可得U1U=k;U2U=nk;且P=U1I1=U2I2;線路損耗功率分別為P1=I12R;P2=I22R。由聯(lián)立解得P1=PkU2R,據此排除選項A、C;由聯(lián)立解得P2P1=1n2,所以選項B錯誤,選項D正確。答案:D7.某水電站,用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶,其輸出電功率是3106

17、kW。現(xiàn)用500 kV電壓輸電,那么以下說法正確的選項是A.輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC.假設改用5 kV電壓輸電,那么輸電線上損失的功率為9108 kWD.輸電線上損失的功率為P=U2r,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻解析:由P=UI可得I=PU=3109 W5105V=6103 A,那么選項A錯誤;輸電線上電阻造成的損失電壓為U=Ir=15 kV,選項B正確;輸電線上損失的功率不可能大于水電站的輸出功率,可知選項C錯誤;輸電線上損失的功率為P=(U)2r,U為輸電線上損失的電壓,選項D錯誤。答案:B8.多項選擇題某小型水電站的電能輸

18、送示意圖如下。發(fā)電機的輸出電壓為220 V,輸電線總電阻為r,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4變壓器均為理想變壓器。要使額定電壓為220 V的用電器正常工作,那么A.n2n1n3n4B.n2n1U3,所以n2n1n3n4,選項A正確,選項B、C不正確;升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率,選項D正確。答案:AD9.某小型實驗水電站輸出功率P=38 kW,輸電線路總電阻r=1 。1假設采用U=380 V輸電,求輸電線路損耗的功率P損;2假設改用U1=10 000 V高壓輸電,用戶端利用n1n2=441的變壓器降壓,求用戶得到的電壓U2。解析:1輸電線上的電流為I=PU=38103380 A=100 A 輸電線路損耗的功率為P損=I2R=10021 W=10 k