第3章 第4节 电能的输送-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P26 [基础达标] 1．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们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，输电线上损失的电压大 D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压 解析：C　[此时用电器多，负载大，电阻小(因为用电器都是并联的)，而变压器输出电压U不变，由I＝可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故用电高峰时比深夜暗，故C正确．] 2．“西电东送”工程中，为了减少输电损耗，必须提高输电电压．从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106 kW，输电电压为1 000 kV，输电线电阻为100 Ω.若改用超导材料作为输电线，则可减少输电损耗的功率为(　　) A．105 kW　　　　 B．104 kW C．106 kW D．103 kW 解析：A　[输电电流I＝，输电线路损失的电功率P损＝I2r＝()2r＝1 ×105 kW；当改用超导输电时，就不损失电能，因此减少的输电损耗就等于P损，A正确．] 3．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是(　　) A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的功率损耗 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．高压输电一定是电压越高越好 解析：B　[依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP＝I2R线，而R线＝ρ，减小输电线的横截面积，输电线的电阻会增大，则会增大输电线上的功率损失，A错误；由P＝UI可知，P一定的情况下，输送电压U越大，I越小，ΔP越小，B正确；若输送电压一定，输送功率越大，则电流I越大，ΔP越大，C错误；输送电压并不一定越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D错误．] 4．(多选)某同学在实验室中研究远距离输电．由于输电线太长，他将每100米导线对折后卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路．第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P1.第二次采用如图所示的电路输电，其中变压器T1与学生电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1∶n2，变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2.下列说法正确的是(　　) A．前后两次实验都可用于研究远距离直流输电 B．实验可以证明，增大输电电流能减小远距离输电的能量损失 C．若输送功率一定，则P2∶P1＝n∶n D．若输送功率一定，则P2∶P1＝n1∶n2 解析：BC　[变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A错误．实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失，故B错误．设输电电压为U1，输送功率为P，第一次实验输电线上的电流I＝，输电线上损失的功率P1＝I2R＝R；第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U2＝U1，输电线上的电流I′＝，输电线上损失的功率P2＝I′2R＝R，则＝＝，故C正确，D错误．] 5．(多选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW、输出电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则(　　) A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 V C．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1 D．有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光 解析：ABD　[远距离输电的电路如图所示， 在升压变压器原线圈中有P＝U1I1，故得原线圈中电流为103 A，在远距离输电线路中由ΔP＝IR线得T1副线圈中电流为20 A，故选项A正确；在远距离输电线路中由P＝U2I2和I线＝I2得U2＝2×105 V，由ΔU＝I线R线，ΔU＝U2－U3可得T2原线圈电压为1.8×105 V，由于灯泡能正常发光，故T2副线圈电压为220 V，故选项B正确；由变压器变压特点知变压比与匝数成正比，故可得T1变压比为1∶50，而T2的变压比为9 000∶11，故选项C错误；正常发光时每盏灯的功率为60 W，由90%P＝NP额，可得N＝6×104盏，故选项D正确．] 6．用电压U和KU分别输送相同的电功率，且在输电线上损失的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为(　　) A．K∶1 B．1∶K C．K2∶1 D．1∶K2 解析：C　[由R＝ρ，P＝UI，ΔP＝I2R，得ΔP＝，可见在其他物理量一定时，S与U2成反比，故C正确．] 7．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小型发电站，输送的电功率P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求： (1)输电效率η和输电线的总电阻r； (2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？ 解析：(1)输送功率P＝500 kW， 一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h 输电线上损失的电能ΔE＝4 800 kW·h 终点得到的电能E′＝E－ΔE＝7 200 kW·h 所以输电效率η＝＝60% 输电线上的电流I＝＝100 A 输电线上损耗的功率Pr＝＝200 kW 输电线的电阻r＝＝20 Ω. (2)Pr＝()2r∝ 要求输电线上损耗的功率Pr′＝2%P＝10 kW 输电电压应调节为U′＝U＝22.4 kV. 答案：(1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV 8．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2 kV高压输电，最后用户得到“220 V　9.5 kW”的电能，求： (1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比； (2)输电线路导线电阻R； (3)用户降压变压器原、副线圈匝数比. 解析：(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ＝＝＝. (2)由P损＝IR，输送电流取决于输出电压及输送功率， 有I2＝ 所以R＝＝＝Ω＝20 Ω. (3)设降压变压器原线圈上电压为U3， U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20) V＝1 900 V 所以降压变压器原、副线圈匝数比 ＝＝＝. 答案：(1)　(2)20 Ω　(3) [能力提升] 9．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　) A.＝　　　　　　 B．I2＝ C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2 解析：D　[根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、＝.U2不是加在R两端的电压，故I2≠，而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和，选项D正确．] 10. (多选)在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示．为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，需要输电线上热耗功率为9ΔP，若输电功率和输电线的电阻不变，则除冰时(　　) A．输电电流为3I B．输电电流为9I C．输电电压为3U D．输电电压为U 解析：AD　[高压线上的热耗功率ΔP＝I2R线，若热耗功率变为9ΔP，则9ΔP＝I′2R线，联立得I′＝3I，A正确．又输送功率不变，P＝UI＝U′I′，得U′＝U，所以D正确．] 11．(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低．我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术．假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′.不考虑其他因素的影响，则(　　) A．ΔP′＝ΔP B．ΔP′＝ΔP C．ΔU′＝ΔU D．ΔU′＝ΔU 解析：AD　[若采用550 kV的超高压输电，输电线上的功率损耗ΔP＝()2·r，输电线路损失的电压ΔU＝·r，若改用1100 kV的特高压输电，同理有ΔP′＝()2·r，ΔU′＝·r，可得ΔP′＝，ΔU′＝，故B、C项错误，A、D项正确．] 12．如图甲所示，一个小型水力发电站，发电机输出电压U0＝250 V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm＝30 kW，它通过总电阻r线＝2.0 Ω的输电线直接向远处的居民区供电，设居民区所有用电器都是额定电压U用＝220 V的白炽灯，总功率为P用＝22 kW，不计灯丝电阻随温度的变化． (1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏？发电机实际输出的电功率多大？ (2)若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗，已知用户变压器的降压比为40∶1，如图乙所示．当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大？ 解析：(1)由P用＝求得用户总电阻R用＝2.2 Ω， 电路中的电流为I＝＝＝59.5 A U灯＝IR用＝130.9 V≈131 V P输＝U0I＝14 875 W≈14.9 kW. (2)P用＝U4I4，U4＝220 V， I4＝＝100 A ＝，I3＝＝2.5 A P损＝Ir线＝12.5 W. 答案：(1)131 V　14.9 kW　(2)12.5 W 学科网（北京）股份有限公司 $$