高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电能的输送精品同步达标检测题

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第４课时 电能的输送
第三章 交变电流

一、单选题：
１.(2021·济南高二检测)输电线路改造前，傍晚时分家里的灯光昏暗，夜深人静时灯光变得亮一些。如图所示是家庭电路的简图，设家庭电路电压为220 V不变，两条输电线电阻分别为r(电阻较小)。下列说法正确的是(　　)

A.傍晚时分，用电器个数增多，输电线上损耗的电压变大
B．夜深人静时，用电器个数减少，输电线上损耗的功率变大
C．想要减小输电线上电能的损耗，可以换细一点的输电线
D．想要减小输电线上电能的损耗，可以把铜质输电线换成镍铜合金线
【答案】A
【解析】傍晚时分，用电器个数增多，输电线上的电流增大，则输电线上损耗的电压变大，选项A正确；夜深人静时，用电器个数减少，输电线上的电流减小，则输电线损耗的功率变小，选项B错误；想要减小输电线上电能的损耗，要减小输电线的电阻，即增加输电线的横截面积，即可以换粗一点的输电线，选项C错误；想要减小输电线上电能的损耗，要减小输电线的电阻，把铜质输电线换成镍铜合金线电阻变得更大，输电线的电能损耗更大，选项D错误。
故选A。
２.(2021·海口高二检测)如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2。在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　)

A.() B．()
C．4()2()2r D．4()2()2r
【答案】Ｃ
【解析】加在原线圈上的电压U1＝，根据电压比与匝数比关系＝，所以U2＝，根据I＝可知，输电线上的电流I＝，输电线上消耗的功率P耗＝I2·2r＝4()2()2r。故C正确，A、B、D错误。
故选Ｃ。
３．（2021·济南高二检测）如图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，发电厂的输出电压及输电线的电阻R均不变。在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是（　　）

A.升压变压器副线圈中电流变小
B．降压变压器副线圈中电流变小
C．输电线上损耗的功率减小
D．用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小
【答案】D
【解析】发电厂输出功率增大，根据P＝UI知，输出电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，则副线圈中的电流也增大，故A错误；用电高峰期时，用电器增多，则降压变压器中电流变大，故B错误；升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根据P损＝I2R知，输电线上损失的功率增大，故C错误；用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例＝1－＝1－，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，U2不变，所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小，故D正确。
故选D。
４．（2021·江苏适应性测试）小明分别按照图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等。两次实验中（　　）

A.都接直流电源
B．A两端的电压相等
C．A损耗的功率相等
D．图1中A的电流较大
【答案】D
【解析】变压器不能改变直流电电压，A错误；两次灯泡电压相等，电流也一定相等，因为＝所以图1流过A的电流大于图2流过A的电流，P＝I2R，图1线圈A消耗的功率大于图2线圈A消耗的功率，C错误，D正确；由U＝IR可知图1A两端的电压大，B错误。
故选D。
５．某校为了确保教学的正常进行，学校领导决定对全校的旧电网进行改造并购置了一台备用发电机。发电机房到教学区距离较远，为了减少输电线路上的电能损耗，以下措施中切实可行的是(　　)
A．提高输电电压 B．用超导材料做输电线
C．提高输送功率 D．减小输电线的横截面
【答案】A
【解析】提高输电电压，根据I＝，知输送电流较小，根据P损＝I2R，知损失的功率较小，故A正确；应用超导材料做输电线，根据P损＝I2R，知损失的功率为0，但成本太高且常温超导暂不能实现，故B错误；提高输送功率，根据I＝，知输送电流较大，根据P损＝I2R，知损失的功率较大，故C错误；减小输电线导线的横截面积，增大了电阻，根据P损＝I2R，知损失的功率较大，故D错误。
故选A。
６.每年冬季，我国北方总会迎来冰冻雨雪天气，如图为电力公司工作人员监测高压电线覆冰厚度，为清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，高压线上输电电压为U，电流为I，热损耗功率为ΔP；除冰时，输电功率，输电线电阻不变，输电线上的热损耗功率为4ΔP，则除冰时(　　)

A．输电电压为 B．输电电流为
C．输电电压为4U D．输电电流为4I
【答案】A
【解析】高压线上的热耗功率ΔP＝I2R线，电阻不变，若热耗功率变为4ΔP，则4ΔP＝I′2R线，解得I′＝2I，B、D错误；输送功率不变，由P＝UI＝U′I′，解得U′＝U，C错误，A正确。
故选A。
７.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
【答案】C
【解析】晚上七八点钟用电高峰时开灯，由于负载增多，各个负载是并联，则总电阻减小，根据欧姆定律，输电线上的电流增大，输电线上损失的电压变大，由于照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，所以用电高峰时用户获得的电压减小，每盏灯两端的电压降低，故C正确，A、B、D错误。
故选C。
８.小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器T1升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器T2，经降低电压后再输送至各用户。设T1、T2都是理想变压器，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致(　　)

A.升压变压器初级线圈中的电流变小
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变大
【答案】C
【解析】由于升压变压器的输入电压不变，随用电器总功率的增加，则输入功率也增加，所以升压变压器初级线圈中的电流变大，故A错误；升压变压器的目的是提高电线上的电压从而降低电线上的消耗，由于升压变压器的输入电压不变，原、副线圈匝数不变，则副线圈的电压不变，故B错误；当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路损失的电压变大，故C正确；当用户用电处于高峰期时，降压变压器的输出功率会增大，从而导致降压变压器的输入电流变大，所以输电线路的电压变大，最终使得降压变压器的次级线圈上的电压变小，故D错误。
故选C。
９.随着5G网络建设热潮的开启，中国5G基站的数量快速增长，实现5G网络覆盖的城市也越来越多。但是5G基站单系统功耗量为4 kW(基站用电器功率)，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1 kW。目前困扰5G发展的大难题是供电。如图所示。某基站距离100 kV主供电线路约为5 km，线路电阻为40 Ω。现要将4G基站改造为5G基站，而且线路损耗为总功耗的20%，在只更换变压器(均为理想变压器)的前提下，高压变压器的原、副线圈匝数比应变为(　　)

A．25∶1 B．50∶1 C．100∶1 D．400∶3
【答案】C
【解析】总功耗＝线路损耗＋基站功耗，线路损耗为总功耗的20%，5G基站功耗为4 kW，则总功耗为P总＝ kW＝5 kW，设线路电流为I2，则线路损耗P损＝IR线，得I2＝5 A，原线圈电流I1＝＝ A＝0.05 A，高压变压器的原、副线圈匝数比＝＝。
故选C。
10.某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L1、L2规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯泡L1正常发光，则(　　)

A．仅将滑片P上移，A的输入功率不变
B．仅将滑片P上移，L1变暗
C．仅闭合S，L1变亮
D．仅闭合S，A的输入功率变小
【答案】B
【解析】仅将滑片P上移，变压器A的副线圈匝数变小，变压器A的输出电压变小，又因为远距离输电的输送功率不变，根据P＝UI可知，输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，所以B变压器的输入电压降低，输出电压也降低，所以L1两端电压变小，灯泡L1的实际功率变小，灯泡变暗；A变压器的输入功率也变小，A错误，B正确；仅闭合S，则B变压器的负载电阻变小，变压器B输出总电流变大，输出功率变大，则升压变压器A的输入功率也变大；输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，B变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡实际功率减小，灯泡变暗，C、D错误。
故选B。
11.远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（　　）

A.＝
B．输入用户的电功率为I2U2－IR
C．夜间用户用电量增大时，I3会变小
D．I1U1＝I3U3
【答案】B
【解析】升压变压器电流之比等于匝数的反比；故有＝，选项A错误；升压变压器副线圈的功率P2＝I2U2，输电线上损耗的功率P损＝IR＝IR，所以降压变压器原线圈的功率P3＝I2U2－IR，输入用户的电功率等于降压变压器原线圈的功率P4＝P3＝I2U2－IR，选项B正确；如果用户用电功率增加，使得电路中的电流强度I4增大，降压变压器匝数不变，则I3会增大，选项C错误；升压变压器原线圈的输出功率等于副线圈的电功率，有I1U1＝I2U2 ，I3U3＝I4U4，而I3U3＝I2U2－IR，所以I1U1≠I3U3，选项D错误。
故选B。
二．多选题：
12.（2021·青岛高二检测）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
【答案】AD
【解析】＝，＝，因为U1＝200 V＜U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U线，故＞，选项B、C错误，A正确；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率。P出－P损＝P入，故D正确。
故选：AD。
13．(2020·大同高二检测)交流发电机的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为n，输电导线电阻为r，用户的工作电压为U。下列说法正确的是(　　)

A．m