内容正文:
第十九章 电能从哪里来
第三节 电能的储存与输送
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1. 随着人们环保意识的加强,电动汽车已进入普通家庭,小明家新买了一辆电动汽车,在充电时,电动汽车的电池相当于电路中的 ,充电过程中能量的转化过程是 。
2. 如图所示为光电池工作原理的示意图。当太阳光照射到叠在一起的两片不同半导体的表面时,将会产生光电效应,从而使电路中产生电流。从能量转化的角度看,光电池是将 能转化为 能的装置。
用电器
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电能转化为化学能
太阳(或光)
电
3. (2023·齐齐哈尔)将电能输送到几百千米之外的用户,在输电线上会有能量的损耗,这主要是由电流的 效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5Ω,输送电流为100A,每输电1min这段线路便会损耗 J的电能。
4. 远距离输电采用高电压,因为在输送功率一定时,根据P=UI,提高输送电压U,可减小输电导线中的 ,再根据P=I2R可知,导线消耗的电功率变 。
5. 变压器的工作原理是 ,但是不能改变 电的电压。
热
3×105
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电流
小
电磁感应
直流
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6. 如图所示为远距离输电示意图,请说出图中设备A、B的名称并简单说明其作用。
(1) 设备A是 ,作用是 。
(2) 设备B是 ,作用是 。
7. 高压触电常见的两种类型是 和 ,对于高压带电体,我们应当采取的措施是 。
升压变压器
把电压升高
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降压变压器
把电压降低
高压电弧触电
跨步电压触电
必须远离高压带电体
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8. (2023·青岛)在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池。如图甲所示,几个水果电池提供的电力足以点亮一排发光二极管。
(1) 图甲中的“水果”在这里扮演了电源的
角色,它为发光二极管提供了 。
(2) 如图乙所示,将电压表接在西红柿电池两端,指针向右偏转一定角度,则金属片B是这个电池的 极。
电压
正
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解析:(1) 图甲中的“水果”在这里扮演了电源的角色,它为发光二极管提供了电压。(2) 如图乙所示,将电压表接在西红柿电池两端,指针向右偏转一定角度,电压表的正接线柱接在电源正极,则金属片B是这个电池的正极。
9. 为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中,在两地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为r。已知位于发电厂处的两根输电线间的电压为U,输送电能的功率为P,由于电流通过输电线发热会损失电能,
该输电线路输送电能的效率为 。(输电效率为用户得到的电能与
发电厂输出电能的比值)
1-
解析:由P=UI得,通过输电线的电流I=;输电线的总电阻R=r,则输电线上损耗的功率P损耗=I2R=×r=;则用户实际得到的电功率P实=P-P损耗=P-;则输电线路输送电能的效率η===1-。
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10. 干电池是一种常用的、方便的电源,下列关于干电池的说法正确的是 ( )
A. 干电池对外供电时,是将电能转化为化学能
B. 常用的1号、2号、5号、7号干电池的电压随号数的增大而变大
C. 常用的干电池都可以多次充电供人们使用
D. 部分干电池中有汞、镉等重金属,随便丢弃会污染环境
D
解析:部分干电池中有汞、镉等重金属,乱丢弃会污染环境,所以要将废弃电池集中分类处理,D正确。
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11. 在输送电能过程中,为了减少电能在线路中的损耗,目前通常采取的方法是 ( )
A. 加大输送电流 B. 用高压输电
C. 减少输电功率 D. 减少通电时间
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B
解析:加大输送电流,由Q=I2Rt可知,会增大电能在线路中的损耗;用高压输电,由I=可知,当输电功率一定时,输送电路上的电压越大,通过输送电线中的电流越小,由Q=I2Rt可知,减小通过输送电线的电流,可以减少电能在线路中的损耗,是我们现在通常采用的输电方式;输送电路的电压一定时,减少输送功率,可以减小通过输送电线的电流,电能在线路中的损耗也会变少,但用户获得的电能也会减少;根据Q=I2Rt知,要想减小电能在输电线上的损失,还可以缩短供电的时间,但不符合实际。故选B。
12. 如图所示为远距离高压输电的示意图,关于远距离输电,下列表述错误的是 ( )
A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的
C. 在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D. 高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好
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解析:增加输电导线的横截面积能减小电阻,根据P损=I2R,减小电阻,有利于减少输电过程中的电能损失,故A正确。根据P=UI可知,高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的,故B正确。在输送电压一定时,根据P=UI可知,输送的电功率越大,则输电线上流过的电流越大,输电过程中的电能损失越大,故C错误。高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好,故D正确。
13. 下列做法容易发生高压电弧触电的是 ( )
A. 阴雨天在高压线附近放风筝
B. 不走近高压线断头落地处
C. 不靠近高压带电体
D. 架设高压输电线的电线杆应尽量高点
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A
14. 若在某人不远处的地方断了一根高压线,线落到地面上,则下列说法正确的是 ( )
A. 地面潮湿时,危险性对人来说要小些
B. 地面干燥时,危险性对人来说不存在
C. 单脚站立时,危险性对人来说要小些
D. 双脚站立时,危险性对人来说要小些
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C
解析:双脚站立时,由于两脚之间有很高的电压,危险性对人来说要大些,而单脚站立时危险性对人来说要小些,C正确、D错误。地面干燥时,两脚与地面接触处电阻较大,危险性对人来说要小些,但不是不存在,A、B均错误。
15. 生活中当你发现如图所示的情景时,最有效的做法是 ( )
A. 捡起高压电线
B. 直接走过去,不接触就可以
C. 提起一只脚,蹦过去
D. 远离并设立警示牌,通知电力部门进行抢修
D
解析:发现高压输电线的断头落在地面上时,不可走近,应该立即设立警示牌,并通知电力部门进行抢修。
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(第15题)
16. 新情境·科技民生 三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程,是中国规模最大的水利工程。枢纽控制流域面积为1.0×106km2,占长江流域面积的56%,坝址处年平均流量Q=4.51×1011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面,在发电方面,三峡电站初期安装水轮发电机组26台,总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)P=1.82×107kW,年平均发电量W=8.4×1010kW·h。电站主要向华中、华东电网供电,以缓解这两个地区的供电紧张局面。请回答下列问题:(水的密度ρ=1×103kg/m3,g取10N/kg)
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(1) 若三峡电站上、下游水位差按h=100m计算,试求三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η。(结果精确到0.1%)
(2) 若26台发电机组全部正常运行,要达到年平均发电量的要求,每台发电机组平均年发电时间为多少天?(结果保留整数)
(1) W机=ρQgh=1×103kg/m3×4.51×1011m3×10N/kg×100m=4.51×1017J,电站能量转化效率η=×100%=×100%=×100%≈
67.1%。
(2) 由P=得,t==≈192天。
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(3) 将该发电站的电能输送到华中地区,输电功率P1=4.5×106kW,采用超高压输电,输电电压U=500kV,要使输电线上损耗的功率等于输电功率的5%,求输电线路的总电阻。(结果保留两位小数)
(3) I===9×103A,R==≈2.78Ω。
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