2024高中物理第五章交變電流5電能的輸送達(dá)標(biāo)作業(yè)含解析新人教版選修3-2

PAGE4-電能的輸送A級抓基礎(chǔ)1.中國已投產(chǎn)運(yùn)行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設(shè)甲、乙兩地原采納500kV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1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)椋ǎ〢.eq\f(P,4) B.eq\f(P,2) C.2P D.4P解析：由P＝UI可知由500kV的超高壓輸電變?yōu)?000kV特高壓輸電時(shí)，輸電線電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，再依據(jù)P損＝I2R線可得，輸電線上損耗的電功率將變?yōu)閑q\f(P,4)，故選A.答案：A2.（多選）在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為L，輸電線上損失的電功率為ΔP，用戶得到的電功率為P′，則ΔP、P′的關(guān)系式正確的是（）A.ΔP＝eq\f(U2S,ρL) B.ΔP＝eq\f(P2ρL,U2S)C.P′＝P－eq\f(U2S,ρL) D.P′＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(PρL,U2S)))解析：輸電線電阻R＝ρeq\f(L,S)，輸電電流I＝eq\f(P,U)，故輸電線上損失的電功率為ΔP＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2).ρeq\f(L,S)＝eq\f(P2ρL,U2S)，用戶得到的電功率為P′＝P－ΔP＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(PρL,U2S))).答案：BD3.（多選）遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采納高壓輸電，我國正在探討用遠(yuǎn)高于330kV的電壓進(jìn)行輸電，采納高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是（）A.可節(jié)約輸電線的銅材料B.可依據(jù)須要調(diào)整交變電流的頻率C.可減小輸電線上的能量損失D.可加快輸電的速度解析：由P＝UI得I＝eq\f(P,U)，當(dāng)輸電功率P肯定時(shí)，采納高壓輸電，U大則I小，輸電線中的電流就小.由P線＝I2r可知，在要求輸電線損耗肯定的狀況下，電流小，就可選電阻率略大一點(diǎn)的材料作導(dǎo)線；若輸電線的材料確定，電流小，則可以削減輸電線上的能量損失，故A、C正確；交變電流的頻率是固定的，不須要調(diào)整.輸電的速度等于電磁波的傳播速度，是肯定的，故B、D不正確.答案：AC4.某用電器距離供電電源為L，線路上的電流為I，若要求線路上的電壓降不超過U，已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ，那么，該輸電導(dǎo)線的橫截面積最小值是（）A.eq\f(ρL,U) B.eq\f(2ρLI,U)C.eq\f(U,IρL) D.eq\f(2UL,Iρ)解析：輸電線電流I＝eq\f(U,R)，R＝eq\f(ρ·2L,S)，所以最小橫截面積為S＝eq\f(ρ·2L,R)＝eq\f(2ρLI,U).答案：B5.（多選）某小型發(fā)電站的電能輸送示意圖如圖所示.發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，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.要使額定電壓為220V的用電器正常工作（變壓器均為志向變壓器），則（）A.eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)<eq\f(n3,n4)C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析：由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，故選項(xiàng)D正確.eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，因?yàn)閁1＝220V＝U4＝220V，U2>U3＝U2－U線，故eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)，選項(xiàng)A正確.答案：ADB級提實(shí)力6.輸電導(dǎo)線的電阻為R，輸送電功率為P，現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來輸電，則兩次輸電線上損失的電壓之比和功率之比分別為（）A.Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1)，U1∶U2 B.Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1)，Ueq\o\al(2,1)∶Ueq\o\al(2,2)C.U2∶U1，Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1) D.U2∶U1，U2∶U1解析：由P＝UI得輸電線中的電流I＝eq\f(P,U)，輸電線上損失的電壓U損＝IR＝eq\f(P,U)R，輸電線上損失的功率P損＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)·R，即在輸送功率和輸電線電阻不變的狀況下，損失的電壓與輸電電壓成反比，損失的功率與輸電電壓的二次方成反比，所以兩次輸電線上損失的電壓之比為U2∶U1，損失的功率之比為Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1).答案：C7.（多選）曾有一些低溫雨雪冰凍使我國部分地區(qū)嚴(yán)峻受災(zāi)，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)峻.為消退高壓輸電線上的冰凌，有人設(shè)計(jì)了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰.若在正常供電時(shí)，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時(shí)，輸電線上熱功率需變?yōu)?ΔP，則除冰時(shí)（認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變）（）A.輸電電流為3I B.輸電電流為9IC.輸電電壓為3U D.輸電電壓為eq\f(1,3)U解析：因輸電功率P和輸電線電阻r不變，由ΔP＝I2r，得r＝eq\f(ΔP,I2)，當(dāng)9ΔP＝I′2r時(shí)，得I′2＝eq\f(9ΔP,r)＝eq\f(9I2r,r)＝9I2，所以I′＝3I，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯誤；又P＝IU＝I′U′，得U′＝eq\f(IU,I′)＝eq\f(IU,3I)＝eq\f(1,3)U，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯誤.答案：AD8.某電站輸送電壓為U＝5000V，輸送功率為P＝500kW，這時(shí)安裝在輸電線路的起點(diǎn)和終點(diǎn)的電能表一晝夜里讀數(shù)相差4800kW·h（即4800度電）.（1）求輸電線的電阻.（2）若要使輸電損失功率降到輸送功率的1.6%，電站應(yīng)運(yùn)用多高的電壓向外輸電？解析：（1）因?yàn)閮傻氐碾娔鼙碜x數(shù)之差即為線路損失的電能，由此可求線路損失的功率：P損＝eq\f(W,t)＝eq\f(4800kW·h,24h)＝200kW，由P損＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,U)))eq\s\up12(2)R，得輸電線的電阻R＝eq\f(P損,P2)U2＝eq\f(200000,5000002)×50002Ω＝20Ω.（2）要使輸電損失的功率降到輸送功率的1.6%，則Peq\o\al(′,損)＝500kW×1.6%＝8kW，而Peq\o\al(′,損)＝I′2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U′)))eq\s\up12(2)R，得輸送電壓U′＝Peq\r(\f(R,Peq\o\al(′,損)))＝500000×eq\r(\f(20,8000))V＝2.5×104V.9.學(xué)校有一臺應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r＝1Ω，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R＝4Ω，全校共有22間教室，每間教室用“220V40W”的燈6盞，要求全部燈都正常發(fā)光，則：（1）發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？（2）發(fā)電機(jī)的電動勢多大？（3）輸電線上損耗的電功率多大？解析：（1）全部燈都正常工作時(shí)的總功率P2＝22×6×40W＝5280W，用電器總電流I3＝eq\f(P2,U4)＝24A，輸電線上的電流I2＝eq\f(I3,4)＝6A，降壓變壓器上的輸入電壓U3＝4U4＝880V，輸電線上的