第4章第3节电能的远距离传输课时活页训练

1．将西部地区丰富的水电、火电资源输送到东部地区，可以有效地促进东西部地区共同发展，对于这种大功率远距离输电，要减少输送线路上的损耗，既切实可行，又行之有效的是()A．用高压直流输电方式B．用高压交流输电方式C．使用超导体输电D．增大输电导线的横截面积解析：选AB.采用高压直流电网输电，或采用高压交流输电均可有效减少线路损耗，也是目前正在使用的两种输电方式．采用超导体输电在技术上尚不成熟．采用增大导线横截面积的方式对减少损耗效果有限．2．远距离输送交变电流都采用高压输电，我们正研究用比330kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是()A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交变电流的频率C．可减小输电线上的能量损失D．可加快输电的速度解析：选AC.由P＝IU得I＝PU，输送的电功率P一定，采用高压输电，U大则I小，输电线中的电流就小，由P线＝I2·R线，在要求输电线损耗一定的情况下，就可选电阻率略大一点的材料做导线．若输电线确定，则可以减少输电线上的能量损失，故A、C选项正确．交变电流的频率是固定的，不需调节．输电的速度是一定的，故B、D选项不正确．3．下列关于直流输电的说法，正确的是()A．直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D．有的虽然是直流输电，但用户使用的仍然是交流电解析：选BD.现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交流，选项D正确．变压器只能对交流起作用，对直流不起作用，选项A错误．在输电功率大，输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，当然电阻对直流和交流是同样有影响的，选项B正确，选项C错误．4．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()A．输电线上的电功率损失是原来的1nB．输电线上的电功率损失是原来的1n2C．输电线上的电压损失是原来的1nD．输电线上的电压损失是原来的1n2解析：选BC.根据P＝IU知I＝PU，输电线上的功率损失P损＝I2R＝P2U2R.因输送功率一定，P损跟输送电压的平方成反比；U损＝PUR，U损跟输送电压成反比，所以正确选项为B、C.5．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的110，则输电电压应为()A．100U0B.10U0C.U010D.U0100解析：选B.设线路电阻为r，损失功率为P损＝I2r，线路电流为I＝PU0，解得P损＝P2rU02，则P损′∝1U0′2，当P损为原来的110时U0′＝10U0.6．在电能输送过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失()A．随输电线电阻的增大而增大B．与输送电压的平方成正比C．与输电线上电压损失的平方成正比D．与输出电流的平方成正比解析：选CD.输电线上的功率损失ΔP＝I2R线，电压损失ΔU＝IR线，输出电流I＝PU，所以ΔP＝I2R线＝ΔU2R线＝(PU)2R线，可见输送功率P一定时，ΔP与I2成正比，ΔP与ΔU2成正比．7．高压输电电压为U，输电线电阻为R，则下列说法正确的是()A．若发电机输出功率不变，使输出电压变大，则输电线损失功率变小B．输电线上损失的功率为ΔP＝U2R，故导线电阻越大，损失的功率越小C．通过输电线的电流为I＝UR，故输电电压越高，电流越大，损失的功率越大D．以上说法都不对解析：选A.ΔP＝I2R＝(PU)2R，ΔP与U2成反比，故A正确；B、C混淆了输送电压U和损失电压ΔU，故B、C错误．8．(2010年福建南安一中高二上学期期末)在远距离输电时输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系正确的是()A．P′＝U2SρLB．P′＝P2ρLU2SC．P用＝P－U2SρLD．P用＝P(1－PρLU2S)解析：选BD.由远距离输电中输电线的损耗功率P′＝I2R＝(PU)2·ρLS＝P－P用，所以选项B、D正确．9．如图4－3－5为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是()图4－3－5A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：选C.变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A、B错误；用户用电器总电阻减小，据P＝U2R，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C正确；升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压，D错误．10．某发电厂用2.2kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22kV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________．要将2.2kV的电压升高至22kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝．解析：由P＝UI得I＝PU，导线上损失的电功率P损＝I2R＝P2RU2，所以P损1P损2＝U22U12＝2222.22＝100∶1.由变压器的电压与匝数的关系U1U2＝n1n2知：2.222＝180n2，n2＝1800匝．答案：100∶1180011．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个电站，输送的电功率为P＝500kW，当使用U＝5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻R.(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？解析：(1)由于输送功率为P＝500kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12000度，终点得到的电能E′＝7200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I＝P/U计算，为I＝100A，而输电线损耗功率可由PR＝I2R计算，其中PR＝4800/24kW＝200kW，因此可求得R＝20Ω.(2)输电线上损耗功率PR＝(PU)2R∝1U2，原来PR＝200kW，现在要求P′R＝10kW，计算可得输电电压应调节为U′＝22.4kV.答案：见解析12．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远处用户供电．已知输电线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失．解析：每根输电线电阻为：R＝ρlS＝2.4×10－8×80×1031.5×10－4Ω＝12.8Ω，理想变压器，高压输出端功率P输＝P0，P0为发电机功率．(1)设升压变压器的输出电压为U输，输电线上电流为I，由线路损失可得2·I2R＝P损I＝P0×4%2r＝104×103×0.042×12.8A＝125A，由P输＝U输I得U输＝P输I＝104kW125A＝80kV(2)输电线路上的电压损失U损＝I·2R＝125×2×12.8V＝3.2kV.答案：(1)80kV(2)3.2kV