人教版物理選修3-2 第5章第五節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練

1111(2009年高考廣東卷)如圖554為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖，關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是()圖554A增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗C在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小D高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好解析：選ABD.根據(jù)PI2R可知，在電流I一定的情況下，減小電阻R可以減少電路上的電能損失，而R，所以增大輸電線橫截面積S可減小電阻R，A正確；由輸送電功率PUI，得輸電線損失電功率P線I2RR，可見減小輸電電流可減小電路發(fā)熱損耗，在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率P越大，電能損失越大，B正確，C錯(cuò)誤；高壓輸電并不一定是電壓越高越好，電壓過高時(shí)，會(huì)帶來技術(shù)和設(shè)備上的困難，所以D正確2關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電線上的功率損耗，下列說法正確的是()A由功率PU2/R，應(yīng)降低輸電電壓，增大導(dǎo)線電阻B由PIU，應(yīng)低電壓小電流輸電C由PI2R，應(yīng)減小導(dǎo)線電阻或減小輸電電流D上述說法均不對(duì)解析：選C.輸電時(shí)導(dǎo)線上損失的電壓UIR，它不同于輸電電壓，P或PIU中的U應(yīng)為導(dǎo)線上損失的電壓，故A、B錯(cuò)，導(dǎo)線上功率的損失為發(fā)熱損失，即PI2R，故C正確3照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的可是我們?cè)谕砩掀?、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，電燈比深夜時(shí)要顯得暗些這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r(shí)()A總電阻比深夜時(shí)大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低B總電阻比深夜時(shí)大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小C總電阻比深夜時(shí)小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大D供電線路上電流恒定，但開的燈比深夜時(shí)多，通過每盞燈的電流小解析：選C.照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)，用電器越多，總電阻越小，供電線路上的電流越大，輸電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，C正確4遠(yuǎn)距離輸電，原來用電壓U0輸電，在輸電線上損失的電功率為P0，現(xiàn)在要使輸電線上損失的電功率減少到原來的1/10，則輸電電壓應(yīng)為()A100 U0 B. U0CU0/10 DU0/100解析：選B.設(shè)線路電阻為r，損失功率為P損I2r，線路電流為IP/U0解得P損P2r/U則P損當(dāng)P損為原來的時(shí)，U0U0選項(xiàng)B正確5通過相同材料的導(dǎo)線向同一用戶輸送10 kW的電功率，如在輸送電壓為110 V和220 V兩種情況下導(dǎo)線上損失的電能相同，那么這兩種情況下輸電線的截面積之比為多少？解析：P損I2R線()2R線，所以S，由于輸送的電功率和P損都相同，且兩地距離不變即l相同，材料也相同，所以S1S241.答案：41一、選擇題1發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過輸電導(dǎo)線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項(xiàng)表示輸電導(dǎo)線上損耗的功率的是()A. B.CI2R DI(U1U2)解析：選BCD.輸電線上損耗的功率P損I2RU/RIU損，而U損U1U2，故B、C、D正確2水電站向小山村輸電，輸送電功率為50 kW，若以1100 V送電，則線路損失為10 kW，若以3300 V送電，則線路損失可降為()A3.3 kW B1.1 kWC30 kW D11 kW解析：選B.由PUI，PI2R可得：PR，所以當(dāng)輸送電壓增大為原來3倍時(shí)，線路損失變?yōu)樵瓉淼?，即P1.1 kW.3(2010年高考江蘇卷)在如圖555所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()圖555A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大解析：選CD.對(duì)升壓(或降壓)變壓器而言，由變壓器電壓比U1U2n1n2知，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，輸出電壓不變，故A選項(xiàng)不正確；由PUI知，U不變，P增大，故I增大，使得輸電線上的電壓損耗UI2R線增大，功率損耗PIR線增大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，輸出電壓減小，所以B不正確，C正確；因?yàn)檩旊娋€上損耗的功率占總功率的比例為P1，所以隨發(fā)電廠輸出功率變大，該值變大，D正確4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功率之比為()AU1U2 BU21U22CU22U21 DU2U1解析：選C.由PUI得輸電線中的電流I，輸電線上損失的功率P損I2R()2R.即在輸送功率和輸電線電阻不變的情況下，損失的功率與輸電電壓的平方成反比，所以P損1P損2U22U21.5(2009年高考山東卷)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖556所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 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，則()圖556A.>B.<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：選AD.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P出P損P入，故D正確.，因?yàn)閁1200 VU4220 V，U2U3U2U線，故，選項(xiàng)A正確6為消除高壓輸電線上的凌冰，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)，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為P；除冰時(shí)，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?P，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3 I B輸電電流為9 IC輸電電壓為3 U D輸電電壓為U解析：選AD.輸電線上的熱耗功率P線I2R線，熱耗功率由P變?yōu)? P，則電流I變?yōu)? I，選項(xiàng)A正確輸電功率P不變，由PUI，電流變?yōu)? I，輸電電壓為U，選項(xiàng)D正確7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，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則P、P用的關(guān)系式正確的是()AP BPCP用P DP用P(1)解析：選BD.輸電線電阻R輸電電流I故輸電線上損失的電功率為PI2R()2用戶得到的電功率為P用PPP(1)8遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上由電阻造成的電壓損失和功率損失的說法中，正確的是()A輸電線上的電功率損失是原來的1/n；B輸電線上的電功率損失是原來的1/n2；C輸電線上的電壓損失是原來的1/n；D輸電線上的電壓損失是原來的n倍解析：選BC.由PUI知，當(dāng)輸送的功率P一定時(shí)，電壓升高為原來的n倍時(shí)，輸電電流IP/UP/(nU)I.又P線I2R線，所以輸電線上的功率損失P損(I)2R線P損，即B正確，A錯(cuò)誤輸電線上的電壓損失U損IR線IR線U損，C正確，D錯(cuò)誤9(2009年高考海南卷)一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000 kW，電壓為4000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電輸電線路總電阻R1 k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(220 V,60 W)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則()AT1原、副線圈電流分別為103 A和20 ABT2原、副線圈電壓分別為1.8105 V和220 VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光解析：選ABD.T1原線圈的電流為I1A1103 A，輸電線上損失的功率為P損IR10%P1，所以I2 A20 A，選項(xiàng)A對(duì)；T1的變壓比為；T1上副線圈的電壓為U250U12105 V，T2上原線圈的電壓為U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，選項(xiàng)B對(duì)；T2上原、副線圈的變壓比為，選項(xiàng)C錯(cuò)；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N6104(盞)，選項(xiàng)D對(duì)二、非選擇題10有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1001，原線圈上所加電壓為23 kV，副線圈通過總電阻為2 的供電導(dǎo)線向用戶供電，用戶用電器得到的電壓是220 V，求供電導(dǎo)線上損耗的功率解析：設(shè)原線圈上所加電壓為U1，匝數(shù)為n1，副線圈上兩端電壓為U2，匝數(shù)為n2，有 副線圈兩端通過導(dǎo)線向用戶供電，設(shè)用戶電壓為U3，導(dǎo)線上的電壓為U4，有U2U3U4導(dǎo)線上損失功率為P由式得P(U1U3)2/R W50 W.答案：50 W11(2011年開封高二檢測(cè))一座小型發(fā)電站的輸出功率是20 kW，輸電線路總電阻是5 .(1)若輸電電壓是400 V，輸電線路損耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2221的變壓器降壓，用戶得到的電壓是多少？解析：(1)輸電線上的電流強(qiáng)度為IA50 A，輸電線路損耗的功率為P損I2R5025 W12500 W12.5 kW.(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流強(qiáng)度變?yōu)镮A4 A，用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(500045)V4980 V，根據(jù)可知，用戶得到的電壓為U2U14980 V226.4 V.答案：(1)12.5 kW(2)226.4 V12小型水利發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出功率為24.5 kW，輸出電壓為350 V，輸電線總電阻為4 ，為了使輸電線損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，需在發(fā)電機(jī)處設(shè)升壓變壓器，用戶所需電壓為220 V，所以在用戶處需安裝降壓變壓器輸電電路圖如圖557所示，求：圖557(1)輸電線上的電流(2)升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比(3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比解析：(1)輸電線上功率損失：P5%P15%24.5 kW1225 W，又因?yàn)镻IR線，所以，輸電線上的電流為：I2A17.5 A.(2)升壓變壓器原線圈上的電流I1P1/U124.5 kW/(350 V)70 A，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n1n2I2I117.57014.(3)輸電線上電壓損失：UI2R線U2U3，降壓變壓器輸入電壓：U3U2UU1I2R線(435017.54)V1330 V.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n3n4U3U用133022013322.答案：(1)17.5 A(2)14(3)13322111