1.(2009年高考广东卷)如图5-5-4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( )
图5-5-4
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
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
解析:选ABD.根据P=I2R可知,在电流I一定的情况下,减小电阻R可以减少电路上的电
L
能损失,而R=ρ,所以增大输电线横截面积S可减小电阻R,A正确;由输送电功率P=
S
P22
UI,得输电线损失电功率P线=IR=2R,可见减小输电电流可减小电路发热损耗,在输送
U电压一定时,输送的电功率P越大,电能损失越大,B正确,C错误;高压输电并不一定是电压越高越好,电压过高时,会带来技术和设备上的困难,所以D正确. 2.关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是( ) A.由功率P=U2/R,应降低输电电压,增大导线电阻 B.由P=IU,应低电压小电流输电
C.由P=I2R,应减小导线电阻或减小输电电流 D.上述说法均不对
U2
解析:选C.输电时导线上损失的电压ΔU=IR,它不同于输电电压,P=或P=IU中的U
R应为导线上损失的电压,故A、B错,导线上功率的损失为发热损失,即P=I2R,故C正确.
3.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.这是因为用电高峰时( )
A.总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,每盏灯两端的电压较低 B.总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,通过每盏灯的电流较小 C.总电阻比深夜时小,供电线路上的电流大,输电线上损失的电压较大 D.供电线路上电流恒定,但开的灯比深夜时多,通过每盏灯的电流小
解析:选C.照明供电线路的用电器是并联的,晚上七、八点钟用电高峰时,用电器越多,总电阻越小,供电线路上的电流越大,输电线上损失的电压较大,用户得到的电压较小,C正确.
4.远距离输电,原来用电压U0输电,在输电线上损失的电功率为P0,现在要使输电线上
1 / 6
损失的电功率减少到原来的1/10,则输电电压应为( )
A.100 U0 B.10 U0 C.U0/10 D.U0/100
解析:选B.设线路电阻为r,损失功率为P损=I2r,线路电流为I=P/U0 解得P损=P2r/U20
1
则P损′∝ U0′21
当P损为原来的时,U0′=10U0
10
选项B正确.
5.通过相同材料的导线向同一用户输送10 kW的电功率,如在输送电压为110 V和220 V两种情况下导线上损失的电能相同,那么这两种情况下输电线的截面积之比为多少?
P2P2lP2ρl2
解析:P损=IR线=()R线=2ρ,所以S=2,由于输送的电功率和P损都相同,且两
UUSUP损
2202
地距离不变即l相同,材料也相同,所以S1∶S2=2=4∶1.
110答案:4∶1
一、选择题
1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至用户的输电导线的总电阻为R,通过输电导线的电流为I,输电线末端的电压为U2,下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )
?U1-U2?2U21A. B. RRC.I2R D.I(U1-U2) 解析:选BCD.输电线上损耗的功率P损=I2R=U2U损,而U损=U1-U2,故B、C、D损/R=I·正确.
2.水电站向小山村输电,输送电功率为50 kW,若以1100 V送电,则线路损失为10 kW,若以3300 V送电,则线路损失可降为( ) A.3.3 kW B.1.1 kW C.30 kW D.11 kW
P22
解析:选B.由P=UI,ΔP=IR可得:ΔP=2R,所以当输送电压增大为原来3倍时,线路
U
1
损失变为原来的,即ΔP=1.1 kW.
93.(2010年高考江苏卷)在如图5-5-5所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( )
图5-5-5
A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电压增大
2 / 6
C.输电线上损耗的功率增大
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
解析:选CD.对升压(或降压)变压器而言,由变压器电压比U1∶U2=n1∶n2知,输入电压不变,匝数不变,输出电压不变,故A选项不正确;由P=UI知,U不变,P增大,故I增大,使得输电线上的电压损耗ΔU=I2R线增大,功率损耗ΔP=I22R线增大,所以降压变压器上的输入电压减小,输出电压减小,所以B不正确,C正确;因为输电线上损耗的功率占
P1n1?·?2R线2
P1n2ΔPI2R线U1n21R线
总功率的比例为===22∝P1,所以随发电厂输出功率变大,该值变
P1P1P1U1n2大,D正确.
4.输电导线的电阻为R,输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电,则两次输电线上损失的功率之比为( ) A.U1∶U2 B.U21∶U22 C.U22∶U21 D.U2∶U1
PP2P2R2
解析:选C.由P=UI得输电线中的电流I=,输电线上损失的功率P损=IR=()R=2.
UUU即在输送功率和输电线电阻不变的情况下,损失的功率与输电电压的平方成反比,所以P损
1∶P损2=U22∶U21.
5.(2009年高考山东卷)某小型水电站的电能输送示意图如图5-5-6所示,发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则( )
图5-5-6
n2n3A.> n1n4n2n3B.< n1n4
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
解析:选AD.由于输电线上的功率损耗,故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功
U2n2U3n3率.P出-P损=P入,故D正确.=,=,因为U1=200 V<U4=220 V,U2>U3=U2
U1n1U4n4
n2n3-U线,故>,选项A正确.
n1n46.为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A.输电电流为3 I B.输电电流为9 I
1
C.输电电压为3 U D.输电电压为U
3
3 / 6
解析:选AD.输电线上的热耗功率P线=I2R线,热耗功率由P变为9 P,则电流I变为3 I,
1
选项A正确.输电功率P不变,由P=UI,电流变为3 I,输电电压为U,选项D正确.
37.在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为L,输电线损失的电功率为P′,用户得到的电功率为P用,则P′、P用的关系式正确的是( )
U2SP2ρL
A.P′= B.P′=2
ρLUSU2SPρL
C.P用=P- D.P用=P(1-2) ρLUS
L
解析:选BD.输电线电阻R=ρ
S
P
输电电流I= U故输电线上损失的电功率为
P2LP2ρL2
P′=IR=()ρ=2
USUS用户得到的电功率为
PρL
P用=P-P′=P(1-2).
US
8.远距离输送一定功率的交变电流,若输送电压升高为原来的n倍,关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中,正确的是( ) A.输电线上的电功率损失是原来的1/n; B.输电线上的电功率损失是原来的1/n2; C.输电线上的电压损失是原来的1/n; D.输电线上的电压损失是原来的n倍 解析:选BC.由P=UI知,当输送的功率P一定时,电压升高为原来的n倍时,输电电流I′
111
=P/U′=P/(nU)=I.又P线=I2R线,所以输电线上的功率损失P损′=(I)2R线=2P损,即B
nnn
11
正确,A错误.输电线上的电压损失U损′=I′R线=IR线=U损,C正确,D错误.
nn9.(2009年高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000 kW,电压为4000 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
3
P14000×10
解析:选ABD.T1原线圈的电流为I1==A=1×103 A,输电线上损失的功率为
U14000P损=I22R=10%P1, 10%P1所以I2==R
4000×103×0.1n1I2201
A=20 A,选项A对;T1的变压比为==3=;3n2I110501×10
T1上副线圈的电压为U2=50U1=2×105 V,T2上原线圈的电压为U3=U2-I2R=2×105 V-
53
n3U31.8×109×1035
20×10 V=1.8×10 V,选项B对;T2上原、副线圈的变压比为===,
n4U422011
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