3、壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)比不變，變壓器的輸出電壓U2不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；大功率用電器使用增多，用戶(hù)消耗的功率增大，輸電線電流I2＝增大，輸電線損耗的功率P損＝IR增大，輸電線損耗的電壓U損＝I2R增大，降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－U損減小，降壓變壓器的輸出電壓U4減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；由＝可知，輸電線損耗的功率占總功率的比例增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤.
3.(多選)某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能.若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R，則下列說(shuō)法正確的是( )
A.輸電線上的電流為 B.輸電線上的電流為
C.輸電線上損失的功率為 D.輸電線上損失的功率為
答案
4、 BD
解析 根據(jù)P＝UI得，輸電線上的電流I＝，只有當(dāng)U是輸電線上損失的電壓時(shí)，可以用電流I＝得出輸電線上的電流，然而此處U為輸電電壓，故A錯(cuò)誤，B正確；輸電線上損耗的功率ΔP＝I2R＝，故C錯(cuò)誤，D正確.
4.某水電站，用總電阻為2.5 Ω的輸電線輸電給500 km外的用戶(hù)，其輸出電功率是3×106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說(shuō)法正確的是( )
A.輸電線上輸送的電流大小為2.0×105 A
B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV
C.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108 kW
D.輸電線上損失的功率為ΔP＝，U為輸電電壓，R為輸電線的電
5、阻
答案 B
解析 輸電線上電流I＝＝＝6×103 A，A錯(cuò).輸電線上由電阻造成的損失電壓U損＝IR＝6×103×2.5 V＝1.5×104 V，B正確.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失功率P′＝I′2R＝R＝2×2.5 W＝9×1011 W，可見(jiàn)輸電線損失功率超過(guò)輸出功率，不符合實(shí)際情況，C錯(cuò)誤.輸電線損失功率ΔP＝，U為輸電線上的電壓降，而不是輸電電壓，故D錯(cuò)誤.
二、遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析
1.遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以圖2為例)：
圖2
(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3.
(2)電壓、電流關(guān)系：＝＝，＝＝
U2＝ΔU＋U3，I2＝I
6、3＝I線.
(3)輸電電流：I線＝＝＝.
(4)輸電線上損耗的功率.
P損＝I線ΔU＝IR線＝2R線.
當(dāng)輸送的電功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電線上損耗的功率就減少到原來(lái)的.
2.遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析步驟：
(1)畫(huà)出輸電線路圖，將已知量和未知量標(biāo)在圖中相應(yīng)位置.
(2)將輸電線路劃分為幾個(gè)獨(dú)立回路.
(3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式等確定各部分回路物理量之間關(guān)系.
(4)根據(jù)升壓、降壓，原、副線圈的電壓、電流關(guān)系和功率關(guān)系列式求解.
[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]
5.如圖3所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓及輸電線
7、的電阻均不變.在用電高峰期，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法正確的有( )
圖3
A.升壓變壓器的輸出電壓增大
B.降壓變壓器的輸出電壓增大
C.輸電線上損耗的功率增大
D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例不變
答案 C
解析 發(fā)電廠輸出功率的增大，升壓變壓器的輸出電壓不變，由于輸電線電流增大，輸電線損失電壓增大，降壓變壓器的輸出電壓減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
6.(多選)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖4所示，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶(hù)供電.已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)
8、之比為41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u＝220sin(100πt) V，降壓變壓器的副線圈與阻值R0＝11 Ω的電阻組成閉合電路.若將變壓器視為理想變壓器，則下列說(shuō)法中正確的是( )
圖4
A.通過(guò)R0電流的有效值是20 A
B.降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為4∶1
C.升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓
D.升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率
答案 ABD
解析 降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V，負(fù)載電阻為11 Ω，所以通過(guò)R0電流的有效值是20 A，A正確；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，所以T2原
9、、副線圈的電壓比為4∶1，B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，C錯(cuò)誤，D正確.
7.如圖5所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500 V，輸出的電功率為50 kW，用電阻為3 Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶(hù)再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶(hù)使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器).對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是( )
圖5
A.輸電線上的損失功率為300 W
B.升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100
C.輸電線上的電流為100 A
D.降壓變壓器的輸入電壓為4 700
10、 V
答案 A
解析 輸電線上的損失功率為0.6%×50 kW＝300 W，選項(xiàng)A正確.由I2r＝300 W可得輸電線上電流I＝10 A，升壓變壓器副線圈電壓為5 000 V，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶10，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.輸電線損失電壓為Ir＝30 V，降壓變壓器的輸入電壓為4 970 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
8.一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW，輸出電壓的有效值為4 000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電.輸電線路總電阻R＝1 kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(220 V,60 W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可
11、忽略，發(fā)電機(jī)處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)，求：
(1)T1和T2的變壓比分別為多少？
(2)有多少盞燈泡可正常發(fā)光？
答案 (1) (2)6×104盞
解析 畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖，如圖所示.
(1)T1原線圈上的電流I1＝，可得I1＝1 000 A
輸電線路上消耗的功率為ΔP＝IR＝400 kW，可得輸電線上的電流為I2＝20 A
T1的變壓比為＝＝
T1副線圈兩端的電壓為U2＝＝200 kV
輸電線上的電壓損失為ΔU＝I2R＝20 kV
所以，降壓變壓器T2原線圈兩端電壓為U3＝U2－ΔU＝180 kV
故T2的變壓比為＝＝＝.
(2)據(jù)降壓變壓器T2的功率關(guān)系，有U3I2＝60n，解得n＝6×104盞.
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2017-2018學(xué)年高中物理 模塊專(zhuān)題復(fù)習(xí) 專(zhuān)題七 電能的輸送學(xué)案 新人教版選修3-2
