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课后提升作业十一电能的输送40分钟 50分
一、选择题本题共6小题每小题6分共36分
1.多选在远距离送电时输送的电功率为P输送电压为U所用导线的电阻率为ρ横截面积为S总长度为L输电线损失的电功率为P′用户得到的电功率为P用则P′、P用的关系式正确的是 A.P′= B.P′=C.P用=P-D.P用=P【解析】选B、D输电电流I=输电线电阻R=ρ则输电线损失的功率P′=I2R=用户得到的电功率P用=P-P′=P故B、D正确
2.某电站向某地输送5000kW的电功率输电线上损失的电功率为100kW若把输送电压提高为原来的10倍同时将输电线的截面积减为原来的一半那么输电线上损失的电功率为 A.
0.5kWB.
1.0kWC.
2.0kWD.
5.0kW【解析】选C输电线上损失的电功率为P损=R线=·ρ∝;若把输送电压提高为原来的10倍同时将输电线的截面积减为原来的一半则输电线上损失的电功率变为原来的即×100kW=
2.0kW选项C正确
3.如图为远距离输电示意图两变压器均为理想变压器升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n
1、n2在T的原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源若输送电功率为P输电线的总电阻为2r不考虑其他因素的影响则输电线上损失的电功率为 A. B.C.422rD.422r【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:1理想变压器的输入功率等于输出功率2P=UI【解析】选C由I1=和=得Ir=I2=则输电线上损失的功率Pr=2r=422r故选C
4.一交流发电机输出电压为u=Umsinωt加在匝数比为1∶n的理想升压变压器的原线圈上变压器的副线圈通过总电阻为R的输电线向用户供电若发电机的输出功率为P则输电线上消耗的功率为 A. B. C. D.【解析】选D根据正弦交流电的基本规律可知输入电压U1=根据理想变压器的变压规律设输出电压为U2则有==⇒U2=nU1=再根据变压器的功率关系:P入=P出⇒P出=P=I出U2⇒I出==则有P热=R=故A、B、C均错误D正确
5.某水电站用总电阻为
2.5Ω的输电线输电给500km外的用户其输出电功率是3×106kW现用500kV的电压输电则下列说法正确的是 A.输电线上输送的电流大小为
2.0×105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电则输电线上损失的功率为9×108kWD.输电线上损失的功率为ΔP=U为输电电压r为输电线的电阻【解析】选B输电电流I==A=6×103AA错误;输电线损失的电压U损=IR=6×103×
2.5V=
1.5×104VB正确;若改用5kV电压输电损失功率不可能大于输电总功率3×106kWC错误;ΔP=U应为输电线上损失的电压D错误
6.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、n2电压分别为U
1、U2电流分别为I
1、I2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.= B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2【解析】选D对理想变压器来说电流与匝数成反比A项错误;输入功率等于输出功率D项正确;对图中的中间电流I2=而U2U导所以B项错误;导线消耗的功率为P导=RI1U1为升压变压器的输入功率与输出功率相等即I1U1=I2U2所以C项错误【补偿训练】多选如图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=10Ω降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1电阻R0=11Ω若T
1、T2均为理想变压器T2的副线圈两端电压表达式为u=220sin100πtV下列说法正确的是 A.发电机中的电流变化频率为100HzB.通过R0的电流有效值为20AC.升压变压器T1的输入功率为4650WD.若R0的电阻减小发电机的输出功率也减小【解析】选B、CT2的副线圈的交流电的频率为f==Hz=50Hz而变压器是不能改变交流电频率的故发电机中的电流变化频率为50Hz选项A错误;T2的副线圈的交流电电压的有效值为U=220V故通过R0的电流有效值为I===20A故选项B正确;根据匝数与电流的关系可得T2的原线圈中的电流为I′==5A故输电线上损失的功率为P损=I′2R=5A2×10Ω=250W而电阻R0上消耗的电功率为P0=I2R0=20A2×11Ω=4400W故升压变压器T1的输入功率为P=P损+P0=4400W+250W=4650W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D错误
二、非选择题14分需写出规范的解题步骤
7.2018·秦皇岛高二检测如图所示某村在距村庄较远的地方建了一座小型水电站发电机的输出功率为9kW输出电压为500V输电线电阻为10Ω允许线路消耗的功率为输出功率的4%求:1若不用变压器而由发电机直接输送用户得到的电压和功率是多少2用如图所示电路输电若用户需要220V电压时所用升压、降压变压器原、副线圈匝数比为多少不计变压器能量损失【解析】1不用变压器而由发电机直接输送时输电线上的电流I==A=18A电压损失ΔU=IR=180V功率损失ΔP=I2R=3240W用户得到的电压和功率分别是U用=U-ΔU=320VP用=P-ΔP=5760W2由ΔP=P×4%=R得I2=6A由P=U2I2得U2=
1.5×103V由=得==U3=U2-I2R=1500-60V=1440V所以===答案:1320V 5760W 21∶3 72∶11【补偿训练】水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能是功在当代、利在千秋的大事现在水力发电已经成为我国的重要能源之一某小河水流量为40m3/s现欲在此河段安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电1设发电机输出电压为500V在输送途中允许的电阻为5Ω允许损耗总功率的5%则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少2若所用发电机总效率为50%要使发电机能发挥它的最佳效能则拦河坝至少要建多高g取10m/s2【解析】1设送电电流为I损耗的功率为P耗导线电阻为R线由P耗=I2R线得;I==A=100A设送电电压为U送由P=IU得:U送==V=1×104V则升压变压器原、副线圈匝数比:==2发电时水的重力势能转化为电能故:50%mgh=Pt其中:=ρ=1×103×40kg/s=4×104kg/s所以h==m=5m答案:11∶20 25m。
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