训练十五 电能的输送-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测素能提升训练（人教版2019）

训练十五 电能的输送 基佛练了巩固应周 的输电线，保持供给用电器的功率和电压不 1.对于电能输送的以下说法中，正确的是 变，那么节约的电功率为 () A.1 kW B.1.6×103kW A.输送电能的基本要求是经济实惠 C.1.6kW D.10kW B,减少输电导线上功率损失的唯一方法是4，如图所示的远距离输电电路图中，升压变压 采用高压输电 器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的 C.减少输电导线上功率损失的唯一方法是 输出电压及输电线的电阻R均不变。在用 增大导线的横截面积 电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说 D.实际输电时，要综合考虑各种因素，如输 法正确的是 () 送功率大小、距离远近、技术和经济条 件等 2.(多选)某发电厂原来用11kV的交流电 升 压输电，后来改用升压变压器将电压升到 A.升压变压器副线圈中电流变小 220kV输电，输送的电功率都是P。若 B.降压变压器副线圈中电流变小 输电线路的电阻为R,则下列说法正确 C.输电线上损耗的功率减小 的是 ( D.用户消耗的功率占发电厂输出总功率的 A.根据公式I号，提高电压后输电线上的 比例减小 5.(多选)为消除高压输电线上的冰凌，有人 电流降为原来的六 设计了这样的融冰思路：利用电流的热效 B,根据公式1{，提高电压后输电线上的 应除冰。若在正常供电时，高压线上输电 电压为U,电流为I,热损失功率为△P: 电流增为原来的20倍 除冰时，输电线上的热损失功率需要变为 C根据公式Pm=PR三R,提高电压局 9△P,则除冰时（认为输电功率和输电线 电阻不变) () 输电线上的功率损耗减为原来的0 A.输电电流为31B.输电电流为9I D.根据公式P-只，提高电压后输电线上 C.输电电压为3UD.输电电压为U 的功率损耗将增大为原来的400倍 6.某学校有一台应急备用发电机，内阻R= 3.利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗 12,升压变压器原、副线圈的匝数之比为 输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为 1:4,降压变压器原、副线圈的匝数之比为 0.42,它提供给用电器的电功率为40kW, 4：1,输电线的总电阻r=42。全校22个 电压为800V。如果用超导电缆替代原来： 教室，每个教室用“220V40W”的灯泡6盏， 41 ◆高中物理·选择性必修第二册（人教版 要求所有灯泡都正常发光，则： (1)输电线上损耗的电功率是多大？ 洗衣 =220V (2)发电机的输出功率是多大？ (3)发电机的电动势是多大？ A.傍晚时分，用电器个数增多，输电线上损 耗的电压变大 B.夜深人静时，用电器个数减少，输电线上 损耗的功率变大 C.想要减小输电线上电能的损耗，可以换 细一点的输电线 D.想要减小输电线上电能的损耗，可以把 铜质输电线换成镍铜合金线 9.某发电机说明书的部分内容如表所示，现在 用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安 置区供电，如图所示。发电机到安置区的距 离是400m,输电线路中的火线和零线均为 某型号单股铜导线，该型号导线单位长度的 电阻为2.5×10，安置区家用电器的总 功率为44kW。当这些额定电压为220V 的家用电器都正常工作时，则 型号 ×××X 最大输出功率 60 kW 输出电压范围 220300V 能力练/素养提升 火线 :零线 安置区 7,广东梅州抽水蓄能电站向兴宁输送5000kW 400m 的电功率，输电线上损失的电功率为100kW, A.输电线路中的电流为20A 若保持输送功率不变，把输送电压提高为原 B.发电机实际输出电压是300V 来的10倍，同时将输电线的横截面积减为 C.在输电线路上损失的电功率为8kW 原来的四分之一，那么输电线上损失的电功 D.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变 率为 ( 电流，则输出电压最大值是300V A.10 kW B.1.0kW 10.随着5G网络建设热潮的开启，中国5G基 C.2.0 kW D.4.0 kW 站的数量快速增长，实现5G网络覆盖的 8.输电线路改造前，傍晚时分家里的灯光昏 城市也越来越多。但是5G基站单系统功 暗，夜深人静时灯光变得亮一些。如图所示 耗量为4kW(基站用电器功率)，而在4G 是家庭电路的简图，设家庭电路电压为 时代，基站单系统功耗仅为1kW。目前困 220V不变，两条输电线电阻分别为r(电阻 扰5G发展的大难题是供电。如图所示， 较小)。下列说法正确的是 某基站距离100kV主供电线路约为 42 5km,线路电阻为40Ω。现要将4G基站 运的灯。下图为某组同学研究远距离输电 改造为5G基站，而且线路损耗为总功耗 过程的装置示意图，矩形导线框ABCD绕 的20%，在只更换变压器（均为理想变压 垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交流电 器)的前提下，高压变压器的原、副线圈匝 动势e=250√2sin100πt(V)。导线框与理 数比应变为 想升压变压器相连进行远距离输电，要求 线路电阻 输电线上损失的功率为输电功率的4%。 00kV 基站用也器 理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为 高压变压器 低压变压器 6:1,降压变压器副线圈接入用电设备，设 A.25:1 B.50:1 备的额定电压为220V,额定电流为12A。 C.100:1 D.400:3 只考虑输电线路的电阻，电表均为理想电 11.我国超级电网，将热、水、风、光、核发电及 表，若此设备恰好正常工作，求： 电动汽车电池储能并入电网。如图所示为 (1)电流表的读数： 某小型发电站高压输电示意图。升压变压 (2)升压变压器原、副线圈的匝数比。 器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2, 设备 降压变压器原、副线圈两端的电压分别为 U3和U,。在输电线路的起始端接入两个 降压变压器 互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分 别为10：1和1：10，各互感器和电表均为 升乐变乐器 理想的，则下列说法正确的是 Q P的 升压变乐器 降压变压器 A.两互感器均起到降压作用 B.若电压表的示数为220V,电流表的示 数为10A,则线路输送电功率为 220kW C.若保持发电机输出电压U,和用户数一 定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功 率减少 D.输出电压U1一定，若用户数增加，为维 持用户电压U4一定，可将滑片P下移 12.杭州亚运会在亚运史上首次实现了100% 绿色电力供应。为确保杭州亚运会100% 绿电供应，浙江电力交易中心多次组织绿 电交易，将青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关等 古丝绸之路上的绿色电能，通过特高压线 路输送至浙江，让丝绸之路上的光点亮亚 43训练十五 电能的输送 1.D 输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。减少输 电导线上的电功率损失可采用高压输电，也可以减小输 电导线的电阻，即增大导线的横截面积，但不经济。实 际输电时，应综合考虑各种因素。故D正确。 I=贵来表I=导，也可以用2.AC 输电线上的电流为 示，其中△U为输电线上电阻R 两端的电压，而不是输 送电压，A正确，B错误；输电线上的功率损耗为P= rR=PR,C正确；如果用Pa=货，,则U应为R上的 分压△U,D错误。 I=号，3.A 当输电线总电阻为0.4 Ω时，由P=UI得1 △P= I2R=(号)R=输电 线上损失 的 功 率 (40×0)×0.4W=1000W=1kW,故选A。 4.D 发电厂输出功率增大，根据P=UI知，输出电压不 变，则升压变压器原线圈中的电流增大，副线圈中的电 流也增大，故 A错误；用电高峰期时，用电器增多，则降 压变压器中电流变大，故 B错误；升压变压器副线圈中 的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大， 根据P提=I2R知，输电线上损失的功率增大，故C错 误；用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例 PpPa=1-5R=1-,因为输电线上的电流增大， 则电压损失增大，U?不变，所以用户消耗的功率占发电 厂输出总功率的比例减小，故D正确。 5.AD 正常供电时输电线的电流为I线，高压线上的热损 失功率△P=I2R线；若除冰时热损失功率变为9△P,则 9△P=I2R,可得I′=3I,A正确，B错误。输送功率 不变，即P=UI=UI得U′=3U,C错误，D正确。 6.解析(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的 输电过程，如图所示。 r u u v v?? ? 升压变压器 降压变压器 所有灯泡都正常工作的总功率： P?′=22×6×40 W=5 280 W, 所有灯泡都正常工作时的总电流： =B?-2280 A=24A, I,=I?=1í=6 A,两个变压器之间输电线上的电流1 故输电线上损耗的电功率P,=I,2r=144 W。 (2)升压变压器的输出功率： P?′=P,+P?=5 424 W。 而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率， Pl=P?=P?′=5 424 W。 (3)降压变压器上的输入电压U?=4U?′=880 V, 输电线上的电压损失U,=Ir=24 V, 因此升压变压器的输出电压： U?'=U,+U?=904 V, 升压变压器的输入电压U=4=226 v 升压变压器的输入电流I?=4I,=24 A, 发电机的电动势： E=U?+I?R=226 V+24×1V=250 V。 答案(1)144 W(2)5 424 W(3)250 V 7.D 设输送电压为U,输送总功率为P,损失功率为△P, 导线电阻率为p,输电线总长为L,横截面积为S,△P= I2R=(告)os,输送电压变为原来的10倍，输电线的 1 横截面积变为原来的—,则 △P 变为原来的25,即△P=4 4.0 kW,故 D正确，A、B、C错误。 8.A 傍晚时分，用电器个数增多，输电线上的电流增大， 则输电线上损耗的电压变大，A正确；夜深人静时，用电 器个数减少，输电线上的电流减小，则输电线损耗的功 率变小，B错误；想要减小输电线上电能的损耗，要减小 输电线的电阻，即增加输电线的横截面积，即可以换粗 一点的输电线，C错误；想要减小输电线上电能的损耗， 要减小输电线的电阻，把铜质输电线换成镍铜合金线电 阻变得更大，输电线的电能损耗更大，D错误。 9.C 额定电压为220 V的家用电器正常工作时，输电线 I=B=44210°A=200A,故A错误。发路中的电流1 电机的实际输出电压U?=U+Ir=220 V+200×2× 400×2.5×10-?V=260 V,故 B错误。输电线上损失 的功率P摘=I2r=2002×2×400×2.5×10-?w= 8 000 W=8 kW,故C正确。该柴油发电机输出电压的 最大值Um=260√2 V≈368 V,故D错误。 10.C 总功耗=线路损耗十基站功耗，线路损耗为总功 耗的20?G基站功耗为4 kW,则总功耗为P= 0 kW=5 kW,设线路电流为 I?,则线路损耗 =0=100A=Pa=I?2R线，得I?=5 A,原线圈电流1 40 ==0.05 A,高压变压器的原、副线圈匝数比 10,,故选C。 11.B A.电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流 (升压)作用，故 A错误。B.电压互感器原线圈两端电 压U?=nv=9×220V=2 200V,电流互感器原线圈 —=聖×10 A—100 A,对于理想变压器,中的电流I 输送功率P=P?=U?I?=2 200×100 W=220 000 W, 故 B正确。C.将滑片Q下移，相当于增加了升压变压 U?=”U?,器副线圈的匝数 n?,根据理想变压器的规律 升压变压器副线圈两端的电压增大；降压变压器原线 圈两端电压U?增大，副线圈两端电压U?增大，通过负 I=r载的电流1 ,当 R不变时，I?增大，降压变压器原 线圈中的电流 I?=—I?,匝数比不变，I?增大，输电线 n? 上损失功率△P=I?2r增大，故C错误。D.当用户数 增加，负载电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电 I=r压U?不变，通过副线圈的电流 增大，原线圈中 的电流增大，输电线上的电压损失△U=I?r增大；原线 U?=U?可圈两端电压U?=U?—△U将减小，根据U 知，当U?减小时，减小 ns可以使U?不变，所以要将降 压变压器的滑片P上移，故 D错误。故选 B。 12.解析 (1)设升压变压器输入端电压、电流分别为U?、 I?,降压变压器输出端电压、电流分别为U?、I?,则U? =2502 v=250v,U?=220V,L?=12A, 由能量守恒定律可得U?I?t=P t+U?I?t,且P损= 4???I?,代入数据可得I?=11 A。 =去=(2)设高压输电线上的电流大小为I?,则有 n=6,得I?=2 A, n=I=立。则升压变压器原、副线圈的匝数比为 答案(1)11A(2) 训练十六 电磁振荡 f=2mVL可知要增大f,必须减小L1.BD 根据公式 和C二者之积。C跟电容器所带电荷量无关，减小两极 板的正对面积、增大两极板间的距离、从两极板间抽出 电介质都可减小电容C,因此，A错误，D 正确；线圈匝 数减少或抽出铁芯，L减小，因此B正确，C错误。 i=会，2.A 在 LC振荡电路中，振荡电流 ,由电容器极板 上电荷量的变化率决定；当i=0时，△q=0,则电容器充 电完毕，电容器极板上电荷量q达到最大，又两极板电 压U=&,E=a,所以场强也最大，电场能最大，磁 场能最小，此时电场能开始向磁场能转化，线圈中的磁 ea=L会，由电路中通量最小；又线圈中的自感电动势 电流变化率决定，与电流大小无关，当i=0时，电流变 化率最大，自感电动势有最大值。故 A正确。 3.D 电流i最大时，说明磁场最强，磁场能最大，电场能 为零，电压、电荷量均为零，A、C错误，D正确，t?时刻充 电完毕，电流为0,电压最大，B错误。 4.ABD 电流i正在增大，磁场能增大，电容器在放电，电 场能减小，C错误，D正确；由题图中i方向可知 B板带 正电，A正确；由于电容器放电，电荷量减少，两板间的 电压在减小，B正确。 5.B LC振荡电路的周期T=2π √LC,其电容器上的带 t=4,故t=电荷量从最大值变化到零的最短时间 LC,B 正确。 f=2π√LC’6.解析 LC电路的振荡频率： 由于电感L保持不变，所以 代入数据，解得C?=50 pF。 答案 50 pF 7.BCD LC振荡电路周期T=2π √LC,电容器电压最大 π√LO时间，放电结束，此时电容器时，开始放电，经 电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大， 故 A错误，B正确；因为 Q=C·U,所以电容器在 2√LC时间内放电的电荷量Q=CU,由I=t,,所以 i=-一层,故C、D正确。 8.A 根据安培定则，电流流向为由b到a,由于电容器上 极板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，电荷量 正在逐渐增加，电场增强，磁场减弱，磁场能正在逐渐减 弱。故选A。 9.ACD 要使 LC振荡电路的频率增大，根据公式 T= 2π √LC,可减小线圈的自感系数L或减小电容器的电 41