2019-2020学年高中物理 第三章 电磁感应 5 第五节 高压输电随堂演练巩固提升课件 新人教版

[随堂检测]1．远距离高压输电中的“高压”所指的含义是()A．升压变压器输出端的电压B．用户得到的电压C．输电线上损耗的电压D．发电时发电机两端的电压解析：选A.高压输电过程中，发电机两端的电压经升压变压器变成高压，加在输电线路上，输电线有电阻，损耗一部分电压，剩下的电压经过降压变压器降压后输送给用户，因此A正确．2．在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是()A．使输电线粗一些B．减短输电线长度C．减少通电时间D．采用高压输电解析：选D.从造成电能损失的原因分析，要减小电能损失，需要减小电阻、减小输电电流，减小电阻应减小输电线的长度、导线的电阻率、增大导线的横截面积，输电线的距离由发电厂到用户的距离决定，所以不能减小输电线的长度，减小输电线的电阻率，可采用电阻率小的材料输电，输电材料受金属储量和价格的限制，而增大横截面积就增大了材料的消耗，因此，采用高压输电，减小输电电流是减小输电线路电能损失的最佳方法．3．关于远距离输电，下列说法正确的是()A．为了减小输电过程中的能量损失，应无限提高输电电压B．为了减小输电过程中的能量损失，输电线越细越好C．利用电网供电可以使电能在导线上没有损失D．利用电网供电可以减少发电设施的重复建设解析：选D.减小输电过程中的能量损失，可以提高输电电压，但不能无限提高，A错误；输电线越细，输电过程中的能量损失越大，B错误；电网可以保证发电和供电系统的安全与可靠，调整不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量．使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力．这样，可以使得电气化社会的主要能源——电力的供应更加可靠、质量更高，但电网中导线上也有电能损失，C错误，D正确．4．某电站用11kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220kV送电，下列哪个选项正确()A．因I＝UR，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝PU，所以输电线上的电流减为原来的120C．因P＝U2R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的电阻减为原来的120解析：选B.因为输送的功率一定，由I＝PU可知，当输送的电压增为原来的20倍时，电流减为原来的120，所以选项A错B对．选项C中，R是输电线的电阻，而U是输送的总电压，R与U不对应，所以P＝U2R是错误的．输电线上损失的功率一般用ΔP＝I2R计算不容易出错．从选项B中已经知道电流减为原来的120，若ΔP不变，则输电线的电阻可增为原来的400倍，所以D错．5．一台发电机的功率是40kW，用电阻为0.2Ω的导线输送到用户．求：(1)若用220V的电压输电，输电线上损失的功率是多少？(2)若用22kV的电压输电，输电线上损失的功率又是多少？解析：(1)当输电电压U1＝220V时，输电电流I1＝PU1＝200011A所以输电线上损失的功率P1＝I21R线＝2000112×0.2W＝6611.6W.(2)当输电电压U2＝22kV时，输电电流I2＝PU2＝2011A所以输电线上损失的功率P2＝I22R线＝0.66W.答案：(1)6611.6W(2)0.66W[课时作业]一、单项选择题1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中的客观原因是电网陈旧老化．近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有()A．提高输送功率B．减小输电导线的长度C．提高输电的电压D．减小输电导线的横截面积解析：选C.为减少远距离输电的损耗，可以提高输电的电压，故C项正确；提高输送功率不能减少远距离输电的损耗，减小输电导线的长度的方法不可取，减小输电导线的横截面积反而会增大损耗，故A、B、D均错误．2．下列说法正确的是()A．远距离输电要用高电压，是为了减少输电线上的电能损失B．交流发电机发出的电流方向不变C．升压变压器的原、副线圈匝数相同D．电磁感应现象是牛顿发现的解析：选A.交流电的方向发生变化，变压器原、副线圈的匝数和电压的关系为U1U2＝n1n2；电磁感应现象是英国科学家法拉第发现的．3．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现在分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()A．U1∶U2B．U21∶U22C．U22∶U21D．U2∶U1解析：选C.由P＝UI得输电线中的电流I＝PU.输电线中损失的功率P损＝I2R＝PU2R＝P2RU2.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比．所以P损1∶P损2＝U22∶U21.4．“西电东送”工程中为了减少输电损耗，必须提高输电电压，从洪家渡水电站向华东某地输电的总功率为P＝106kW，输电电压为U＝106V，输电线的总电阻为R＝100Ω，若采用超导材料作为输电线，则可以减少的电能损失为()A．103kWB．104kWC．105kWD．106kW解析：选C.由于输电电流I＝PU＝106×103106A＝103A，输电线损失功率P损＝I2R＝108W＝105kW，所以输电线若采用超导材料时能减少的电能损失即为P损＝105kW，C选项正确．5．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为此时()A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流解析：选C.用电高峰时的用户总电阻比深夜时小，总功率较大，干路电流较大，使输电线上电压损失随之增大，用电器的电压减小，所以电灯比深夜时要显得暗些．6．输电线的电阻共计r，输送的电功率是P，用电压U输送电，则用户能得到的电功率为()A．PB．P－PU2rC．P－U2rD．PU2r解析：选B.由关系P＝ΔP＋P用，得P用＝P－ΔP，而损失功率ΔP＝I2r＝PU2r，所以B项正确．二、多项选择题7．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．8．远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是()A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比解析：选CD.由I线＝P送U送可知ΔP＝P2送U2送·R线，选项B错误，C正确．ΔU＝P送U送·R线，选项A错误．ΔP＝ΔU2R线，选项D正确．9．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则()A．n2n1＞n3n4B．n2n1＜n3n4C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：选AD.由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．P出－P损＝P入，故D正确.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因为U1＝200V＜U4＝220V，U2＞U3＝U2－U线，故n2n1n3n4，选项A正确．10．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂到学校的输电线的电阻为R，通过输电线的电流为I，学校的输入电压为U2，下列计算线路损耗功率的式子中正确的是()A．U21/RB．(U1－U2)2/RC．I2RD．I(U1－U2)解析：选BCD.输电线的电流为I，输电线上的电压损失为(U1－U2)，输电线的电阻为R，则输电线上的功率损失为P＝I(U1－U2)＝I2R＝(U1－U2)2/R，故选项B、C、D正确，U1不是加在输电线上的电压，故选项A错误．三、非选择题11．一台发电机，输出的功率为1000kW，输电线电阻为10Ω.当发电机接到输电线上的电压分别为5kV、50kV时，求导线损失的热功率．解析：由P送＝UI知，当U＝5kV时I＝P送U＝1000×1035×103A＝200A损失热功率P热＝I2R＝2002×10W＝400000W＝400kW当U＝50kV时，I＝P送U＝1000×10350×103A＝20A损失热功率P热＝I2R＝202×10W＝4kW.答案：400kW4kW12．发电厂输出的交流电压为2.2万伏，输送功率为2.2×106W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220V，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22Ω，求：(1)输电导线上损失的电功率；(2)降压变压器原、副线圈匝数之比．解析：(1)应先求出输送电流，由I线＝P总U总＝2.2×1062.2×104A＝100A则损失的电功率为P损＝I2线R线＝1002×22W＝2.2×105W.(2)降压变压器原线圈电压U1为U1＝U总－U线＝U总－I线R线＝2.2×104V－100×22V＝19800V所以原副线圈匝数比n1n2＝U1U2＝19800∶220＝90∶1.答案：(1)2.2×105W(2)90∶1