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1、
第七節(jié) 遠距離輸電
A級 抓基礎
1.(多選)下列關(guān)于電能輸送的說法中正確的是( )
A.輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟
B.減小輸電導線上功率損失的唯一辦法是采用高壓輸電
C.減小輸電導線上電壓損失的唯一方法是增大輸電線的橫截面積
D.實際輸電時,要綜合考慮各種因素,如輸電功率的大小、距離遠近、技術(shù)和經(jīng)濟條件等
答案:AD
2.遠距離輸電中,發(fā)電廠輸送的電功率相同,如果分別采用輸電電壓為U1=110 kV和輸電電壓為U2=330 kV輸電.則兩種情況中,輸電線上通過的電流之比I1∶I2等于( )
A.1∶1 B.3∶1
C.1∶3 D.
2、9∶1
解析:輸送功率相同,根據(jù)P=UI得,輸電電流與輸電電壓成反比,由公式=可知B對.
答案:B
3.晚上七八點鐘,用戶使用的電燈增多,燈光要比深夜暗些,這是因為( )
A.電路的總電流減小,每盞燈分到的電流也減小
B.電路的總電流不變,但每盞燈分到的電流減小
C.電路的總電流增大,使輸電干線上的電壓降增大
D.電路的總電流增大,使輸電干線上的電壓降減小
解析:晚上七八點鐘,由于負載增多,總電阻減小,根據(jù)歐姆定律I=可知,輸電線上的電流增大,輸電線上損失的電壓變大,所以用戶獲得的電壓減小,每盞燈兩端的電壓降低,故C正確,ABD錯誤.
答案:C
4.(多選)某發(fā)電站用11
3、 kV交變電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為R.現(xiàn)若用理想變壓器將電壓升高到220 kV送電,下面哪個選項正確( )
A.因I=,所以輸電線上的電流增為原來的20倍
B.因I=,所以輸電線上的電流減為原來的
C.因P=,所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍
D.若要使輸電線上損失的功率不變,可將輸電線的直徑減為原來的
解析:根據(jù)P=UI得I=,輸送功率一定,輸送電壓變?yōu)樵瓉淼?0倍,則輸送電流變?yōu)樵瓉淼模蔄錯誤,B正確;根據(jù)P損=I2R得,輸送電流變?yōu)樵瓉淼?,則損失的功率變?yōu)樵瓉淼?,故C錯誤;根據(jù)P損=I2R得,輸送電流變?yōu)樵瓉淼?,要使輸電線上的功率不變,電阻變?yōu)樵瓉淼?
4、00倍,根據(jù)R=ρ=ρ,直徑變?yōu)樵瓉淼?,故D正確.
答案:BD
5.(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,輸電導線的總電阻為R.則下列說法正確的是( )
A.輸電線上的電流I=
B.輸電線上的電流I=
C.輸電線上損失的功率P=R
D.輸電線上損失的功率P=
解析:輸電線上的電流I線==故A錯誤,B正確;輸電線上的功率損失P=IR=R=,故C正確,D錯誤.
答案:BC
6.(多選)某發(fā)電廠通過遠距離向某學校輸電,輸送的電功率為P,當輸電線的電阻和輸送的電功率不變時,則下列說法正確的是( )
A.輸送的電壓越高,輸電線路上損失的電壓
5、越大
B.輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比
C.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成正比
D.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比
解析:設輸電電壓為U,線路電阻為R,由P=UI得輸電電流I=,則損失電壓為U損=IR=,A錯,B對.線路上損失的功率P損=I2R=知C錯,D對.
答案:BD
B級 提能力
7.有一臺交流發(fā)電機E,通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電,輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1,它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2;T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設T
6、1的輸入電壓U1一定,當用戶消耗的電功率變大時,有( )
A.P2變大,P3變大 B.P1變小,P2變小
C.U2變小,U3變小 D.U2變小,U4變大
解析:當用戶消耗的電功率變大時,由于是理想變壓器,則P3也會變大,由于T1的輸入電壓U1一定時,U2也不變,則P2必須變大,故A正確,B錯誤;線路上的電流變大,導致電阻R消耗的功率也變大,電阻兩端電壓也變大,所以U3變小,U4變小,故C、D錯誤.
答案:A
8.分別用220 V和1 100 V的電壓輸電,輸送電功率相同,導線材料和送電距離也相同.若要輸電線路上的功率損失也相同,則所用導線的橫截面積之比是( )
A.25
7、∶1 B.5∶1
C.1∶5 D.1∶25
解析:設導線的電阻率為ρ,導線的橫截面積為S,導線總電阻為R,送電距離為L,輸電電壓為U,輸電線中電流為I,輸送功率為P,則由P=UI得,I=,輸電損失的電功率為ΔP=I2R,R=ρ,聯(lián)立可得:ΔP=ρ.由題意,P、L、ρ、ΔP相等,則有S1∶S2=U∶U=1 1002∶2202=25∶1.故選A.
答案:A
9.(多選)遠距離輸電裝置如圖所示,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,2是升壓變壓器的中心抽頭,電壓表和電流表均為理想交流電表, R是輸電線的電阻,交流電源的輸出電壓恒定.當K由2改接為1時,下列說法正確的是( )
8、A.電壓表讀數(shù)增大
B.電流表讀數(shù)增大
C.電流表讀數(shù)減小
D.輸電線上損失的功率減小
解析:K由2改接為1時,升壓變壓器副線圈匝數(shù)增多,根據(jù)U1∶U2=n1∶n2可知輸電電壓U2升高.所以輸電線電壓增大,所以最終降壓變壓器的輸出電壓變大,電壓表測路端電壓,示數(shù)變大,A正確;電壓表示數(shù)增大,電流增大,所以電流表的示數(shù)增大,B正確,C錯誤;電流表示數(shù)增大,輸電線損失功率增大,D錯誤.
答案:AB
10.(多選)如圖為遠距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖,變壓器均為理想變壓器.隨著用戶負載增多,發(fā)電機F達到額定功率時,降壓變壓器輸出功率仍然不足,用戶的用電器不能正常工作.那么,在發(fā)電機以額定功
9、率工作的情況下,為了適當提高用戶的用電功率,可采取的措施是( )
A.適當減小輸電線的電阻r
B.適當提高
C.適當提高的同時,降低
D.適當降低的同時,提高
解析:當發(fā)電機輸出功率一定時,為使遠距離用戶得到更多的功率,需減小輸電線上的功率損失,根據(jù)ΔP=I2r,可以減小輸電線的電阻r,A對;也可以通過提高輸電電壓,減小輸送電流,即提高,這樣使線圈n3兩端電壓變大,為使用戶的用電器正常工作需要適當降低,C對.
答案:AC
11.發(fā)電廠輸出的交變電壓為22 kV,輸出功率為2.2106 W,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶電壓為220 V,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導線總電阻為2
10、2 Ω.求:
(1)輸電導線上損失的電功率;
(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比.
解析:(1)導線上輸送的電流為
I線== A=100 A
則輸電線損失電功率
P損=IR線=100222 W=2.2105 W
(2)降壓變壓器原線圈電壓
U1=U總-U線=U總-I線R=19 800 V
所以原副線圈匝數(shù)比
===
答案:(1)2.2105 W (2)90∶1
12.水力發(fā)電具有防洪、防旱、減少污染多項功能,是功在當代,利在千秋的大事,現(xiàn)在水力發(fā)電已經(jīng)成為我國的重要能源之一.某小河水流量為40 m3/s,現(xiàn)在欲在此河段上筑壩安裝一臺發(fā)電功率為1 000 kW的發(fā)電機發(fā)電,
11、采用高壓輸電,高壓輸電線的總電阻為5Ω,損耗總功率的5%.求:
(1)能使多少盞“220 V,100 W”的電燈正常發(fā)光?
(2)設發(fā)電機輸出電壓為500 V,則所用理想升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比應是多大?
(3)若所用發(fā)電機總效率為50%,則攔河壩要建多高(水的密度ρ=1.0103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2)?
解析:(1)用戶得到的功率P用=P95%,P用=nP燈,n=9 500 盞.
(2)輸電線上損失的功率P5%=I2R,設升壓變壓器原線圈兩端的電壓為U1,副線圈兩端的電壓為U2升壓變壓器輸出功率P=U2I且P=P總,則U2=10 000 V,由=解得=.
(3)由水流流量Q知,每秒鐘到達發(fā)電機渦輪組的水的體積V=Q
每秒鐘到達發(fā)電機渦輪組的水的質(zhì)量m=ρV,由題意知:mgh50%=P,解得h=5 m.
答案:(1)9 500 (2) (3)5 m
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