2013-2014学年高中物理创新设计规范练习 变压器及电能输送（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

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，分去了一部分电流

2. 难度：中等

关于电能输送的分析，正确的是  (　　)．

A．由公式P＝U²/R知，输电电压越高，输电线上功率损失越少

B．由公式P＝U²/R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少

C．由公式P＝I²R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大

D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比

3. 难度：中等

如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述不正确的(　　)．

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的

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

4. 难度：中等

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．                                  B．

C．2P                                   D．4P

5. 难度：中等

一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V．按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为 (　　)．

A．1 100，360                           B．1 100，180

C．2 200，180                           D．2 200，360

6. 难度：中等

某发电厂原来用电压为U₁的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是                      

A．由公式可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的

B．由公式可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍

C．由公式可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的

D．由公式可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2 500倍

7. 难度：中等

某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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                                                              (　　)．

A．

B．

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

8. 难度：中等

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R₁＝10 Ω，R₂＝20 Ω，电容器电容C＝100 μF.已知电阻R₁两端的正弦交流电压如图4乙所示，则                                (　　)．

A．原线圈输入电压的最大值为400 V

B．交流电的频率为100 Hz

C．电容器所带电荷量恒为2×10^{－3 C}

D．电阻R₁消耗的电功率为20 W

9. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图5所示，副线圈所接电路如图所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是                                 (　　)．

A．副线圈输出电压的频率为50 Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31.1 V

C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向右移动时，变压器的输出功率增加

二、填空题

10. 难度：中等

发电机端电压为220 V，输送功率110 kW，为保证用户至少获得100 kW的功率，则输电线的电阻不得大于______ Ω；若用一个理想变压器升压至5 500 V后再输电，则输电线的电阻不得大于________ Ω.

三、计算题

11. 难度：中等

某发电站的输出功率为10⁴ kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电．已知输电线的电阻率为ρ＝2.4×10^－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10^{－4 m2}，输电线路损失的功率为输出功率的4%.求：

(1)升压变压器的输出电压．

(2)输电线路上的电压损失．

12. 难度：中等

一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量为1 m³/s.如果水流能量的75%供给发电机，20%使水温度升高．求：

(1)水温升高多少？

(2)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？

(3)若发电机的输出电压为240 V，输电线路总电阻为Ω，允许损失的电功率为输出功率的5%，用户所需电压为220 V，则在送电过程中所用的升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？[变压器为理想变压器，g取10 m/s²，水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃)]