[小初高学习](通用版)2018-2019版高中物理 第3章 电能的输送与变压器 3.1 高压输电原

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小初高试卷教案习题集 3.1 高压输电原理

一、选择题

考点一 降低输电损耗的途径

1.(多选)远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比1 000 kV高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是( )

A.可节省输电线的材料 B.可根据需要调节交流电的频率

C.可减小输电线上的能量损失 D.可加快输电的速度

答案 AC

解析 由于远距离输电，往往输送电功率一定，根据P＝UI，输送电压U越高，则输送电流I＝PU越小，据P线＝I2R知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即R确定，则可减小线路上的能量损耗，故A、C正确；交流电的频率是一定的，不需调节，输电的速度是一定的，故B、D错误.

2.远距离输电时，在输送功率不变的条件下( )

A.增加导线的电阻，可以减小输电电流，提高输电效率

B.提高输电电压，可以减小输电电流，提高输电效率

C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗

D.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流

答案 B

解析 在输送功率一定的前提下，P输＝U输·I输，P损＝I2输·R线，η＝P输－P损P输×100%，所以选项B正确.

3.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＝U2R，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

答案 C 小初高试卷教案习题集

小初高试卷教案习题集 解析 输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝U2R或P＝IU中的U应为导线上损失的电压ΔU，故A、B错误；导线上功率的损失为发热损失，P＝I2R，故C正确.

考点二 输电线上功率损失问题

4.(多选)在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率( )

A.随输电线电阻的增大而增大

B.和输送电压的平方成正比

C.和输电线上电压降落的平方成正比

D.和输电线中电流的平方成正比

答案 ACD

5.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

答案 C

解析 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，所以电灯比深夜时要显得暗，故选C.

6.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )

A.1 kW B.1.6×103 kW

C.1.6 kW D.10 kW

答案 A

解析 输电线中电流I＝PU，输电线上损失功率P′＝I2R线＝P2R线U2＝1 kW.

7.随着社会发展，人类对能源的需求日益增加，节能变得愈加重要.甲、乙两地采用电压U进行远距离输电，输电线上损耗的电功率为输入总功率的k(0

A.k25 B.k5 C.5k D.25k 小初高试卷教案习题集

小初高试卷教案习题集 答案 A

解析 设输入总功率为P0，输电线电阻为R，输电电压为U时，输电线电流I1＝P0U，输电线上损耗的电功率P1＝I12·R＝P02U2R＝kP0，电压为5U时，输电线电流I2＝P05U，输电线上损耗的电功率P2＝I22R＝P0225U2R＝k25P0，即输电线上损耗的电功率变为输入总功率的k25倍.

8.(多选)某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是( )

A.根据公式I＝PU，提高电压后输电线上的电流降为原来的120

B.根据公式I＝UR，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍

C.根据公式P损＝I2R＝P2U2R，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400

D.根据公式P损＝U2R，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍

答案 AC

解析 输电线上电流为I＝PU，也可以用I＝ΔUR来表示，其中ΔU为输电线上电阻R两端的电压，而不是输送电压，故A正确，B错误；输电线上的功率损失为P损＝I2R＝P2U2R，C正确；如果用P损＝U2R，则U应为R两端的电压ΔU，故D错误.

9.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )

A.P4 B.P2 C.2P D.4P

答案 A

解析 在超高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线总电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P＝P′U2R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线上损耗的电功率变为原来的14，故选A.

10.(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为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小初高试卷教案习题集

小初高试卷教案习题集 用的关系式正确的是 ( )

A.P′＝U2SρL B.P′＝P2ρLU2S

C.P用＝P－U2SρL D.P用＝P(1－PρLU2S)

答案 BD

解析 输电线电阻R＝ρLS，

输电电流I＝PU，

故输电线上损失的电功率为

P′＝I2R＝(PU)2ρLS＝P2ρLU2S

用户得到的功率为P用＝P－P′＝P(1－PρLU2S).

故选B、D.

二、非选择题

11.用相同材料制成的导线向同一处用户输送10 kW的电功率，在输电电压U1＝110 V和U2＝220 V两种情况下，要求输电线中损失的电功率相同，则两种情况下输电导线横截面积之比为______.

答案 4∶1

解析 由公式：P损＝(P输U输)2R线得

R1R2＝U12U22＝14，再由R＝ρLS得S1S2＝41.

12.我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道，云南大朝山在2005年已建成100万千瓦的水力发电站.设电站输电电压为25万伏，则输电线上的电流是________ A.如输电线总电阻为40 Ω，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为________ kW.如将输电电压升高到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为________ kW.根据以上数据得出你认为合理的输电方法是________.

答案 4×103 6.4×105 4×104 提高输电电压

解析 当输电电压U1＝25万伏时，

I1＝PU1＝100×104×10325×104 A＝4×103 A

输电线上热功率

P热1＝I12R＝(4×103)2×40 W＝6.4×105 kW

当输电电压U2＝100万伏时， 小初高试卷教案习题集

小初高试卷教案习题集 I2＝PU2＝100×104×103100×104 A＝1×103 A

输电线上热功率

P热2＝I22R＝(1×103)2×40 W＝4×104 kW

由以上计算可知：在输电功率P一定时，输电电压越高，输电线上损失的热功率P热越小，故合理的输电方法是提高输电电压.

13.有一个发电站，输送功率为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度.求：

(1)这时的输电效率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，那么电站应使用多高的电压向外输电？

答案 (1)60% 20 Ω (2)22.4 kV

解析 (1)由于输送功率为P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000度，终点得到的电能E′＝7 200度，因此输电效率η＝E′E×100%＝60%.输电线上的电流I＝PU＝100 A，而输电线损耗功率为P损＝4 80024 kW＝200 kW，因此可得r＝P损I2＝20 Ω.

(2)输电线上损耗的功率P损＝(PU)2r∝1U2，故U′U＝P损P损′，P损＝200 kW，现要使P损′＝10 kW，计算可得输电电压应调节为U′≈22.4 kV.