3.4 电能的输送（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

3.4　电能的输送 [见学生用书P49] 如图是三峡水电站的大坝，水电站通常选址在水资源丰富，落差较大的西南地区，而用电需求量较高的通常在东部沿海地区，因此需要“西电东送”，为了减少在输电过程中的电能损失，该如何设计输电网络呢？ 【答案】 输电过程中的电能损失主要是由输电线上的电阻的热效应而带来的损失，为了减少电能的损失，需要减小电阻和电流，因此需要高压输电以减小输电电流，输电线尽量直线架设，采用电阻率较小的导线材料等。 1．远距离输电都采用高压输电，其优点是(　D　) A．可增大输电电流 B．可加快输电速度 C．可增大输电功率 D．可减少输电线上的能量损失 【解析】 由P＝UI知，P一定，提高输电电压U，则输电电流I减小；根据P损＝I2R可知，输电线上功率损失减小，D正确。 2．(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么(　AC　) A．输电线路上损失的电压与输电电流成正比 B．输电电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输电电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比 【解析】 输电线上的电压损失ΔU＝IR，可知输电线路上损失的电压与输电电流成正比，A正确；根据P＝UI知，输电电压越高，输电电流越小，则输电线上损失的电压越小，B错误；输电线上损失的功率P损＝I2R＝R，可知输电线上损失的功率与输电电压的平方成反比，C正确；根据P损＝I2R知，输电线上损失的功率与输电线上的电流的平方成正比，D错误。 3．输电线的电阻为r，输送的电功率为P，用电压U输送电能，则用户得到的功率为(　B　) A．P B．P－ C．P－U2r D.r 【解析】 用户得到的功率P用户＝P－I2r＝P－r，B正确。 4．发电厂的输出电压为U1，发电厂与用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2，则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是(　C　) 第4题图 A．(U1－U2)I B．I2R C. D. 【解析】 发电厂的输出电压为U1，用户得到的电压为U2，则输电线上的电压损失ΔU＝U1－U2；由于输电线中的电流为I，则输电线上损失的功率P损＝ΔUI＝I(U1－U2)或P损＝＝或P损＝I2R，C错误。 5．远距离输电，原来采用2 200 V的输电电压输电，输电线上损失的电功率为P；在保持输送电功率和输电线电阻不变的条件下，现采用22 kV的输电电压输电，则输电线上损失的电功率将变为(　A　) A. B．1 000P C．10P D．100P 【解析】 根据P＝UI知I＝，由于输送电功率和输电线电阻不变，输电电压变为原来的10倍，则输送电流变为原来的，根据ΔP＝I2R，可知输电线上损失的电功率变为原来的，即ΔP＝，A正确。 6．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW。现用500 kV的电压输电，则下列说法正确的是(　B　) A．输电线上输送的电流大小为2×105 A B．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV C．若改用5 kV的电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW D．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】 用500 kV的电压输电时，由P＝IU得输电线上输送的电流I1＝＝ A＝6×103 A，A错误；由ΔU＝Ir得输电线路上的电压损失为ΔU＝I1r＝6×103×2.5 V＝15 kV，B正确；若改用5 kV的电压输电，输电线上损失的功率为ΔP＝Ir＝r＝2×2.5 W＝9×108 kW，但损失的功率不可能大于输出电功率，C错误；利用ΔP＝计算输电线上损失的功率时，U为输电线上的电压，而不是输电电压，D错误。 7．如图所示，为远距离输电的电路原理图，则下列判断正确的是(　D　) 第7题图 A．U1>U2 B．U2＝U3 C．I4<I2 D．I1>I2 【解析】 远距离输电一般采用高压输电，先利用升压变压器提高电压，此时n2>n1，根据理想变压器的变压比公式＝可知，U1<U2，根据变流比公式＝，可知I1>I2，A错误，D正确；由于输电线上有电压损失ΔU，所以U2＝ΔU＋U3，B错误；到达用户时采用降压变压器降低电压，此时n4<n3，根据＝可知I4>I2，C错误。 8．(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器，发电机的输出电压恒定。当S由2改接1时，下列说法正确的是(　AB　) 第8题图 A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．电流表读数变小 D．输电线损失的功率减小 【解析】 由题图知，S改接1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输电电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表读数变