20xx教科版高中物理選修一第2章第7節(jié)電能的輸送課時(shí)作業(yè)(參考版)
2024-12-02 18:23本頁(yè)面
【正文】 n1n22R線P1 ＝P1n21R線U21n22 ∝ P1，所以隨發(fā)電廠輸 出功率變大，該值變大，D正確． ] 6． BD [變壓器的輸入功率、輸入電流的大小是由負(fù)載消耗的功率大小決定的，用電高峰期，白熾燈不夠亮，消耗功率增大，輸電線中的電流增大，線上電壓增加， B正確．發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定，升壓變壓器的副線圈的電壓不變，降壓變壓器的輸出電壓由升壓變壓器副線圈的電壓與線上損耗電壓之差決定， D正確． ] 7． BD [選項(xiàng) A中， I 是輸電線中的電流， R是輸電線的電阻，但是 U不是輸電線上損失的電壓，而是總的輸送電壓 (是輸電線和負(fù)載上電壓之和 )，所以不能用 I＝ UR計(jì)算輸電線中的電 流，在運(yùn)用歐姆定律時(shí)， I、 R、 U應(yīng)該對(duì)應(yīng)于同一部分導(dǎo)體． 因?yàn)檩斔偷墓β室欢?，?I＝ PU可知，當(dāng)輸送的電壓增為原來(lái)的 20倍時(shí)，電流減為原來(lái)的 120，選項(xiàng) B正確． 選項(xiàng) C中， R是輸電線的電阻，而 U是總的輸送電壓， R與 U又不對(duì)應(yīng)，所以 P＝ U2R是錯(cuò)誤的． 輸電線上損失的功率一般用 P 損 ＝ I2R計(jì)算，從選項(xiàng) B中已經(jīng)知道電流減為了原來(lái)的 120.若 P 損 不變，則輸電線的電阻可增為原來(lái)的 400倍，根據(jù) R＝ ρ lS，在電阻率、長(zhǎng) 度不變的條件下，那么導(dǎo)線的橫截面積可減小為原來(lái)的 1400，即導(dǎo)線的直徑減為原來(lái)的 120，所以選項(xiàng) D是正確的． ] 8． kW kW 解析 由 P＝ IU，可求出輸電線中的電流為 I 線 ＝ PU＝ 25 000400 A＝ A，輸電線上損失的功率為 P 損 ＝ I2線 R 線 ＝ 1 W ＝ 3 W≈ kW ，用戶得到的功率為 P 用 ＝ 25 kW－ kW＝ kW，即輸電線上損 失的功率約為 kW，用戶得到的電功率約為 kW. 9． 250 解析 線路上損失的功率 P 損 ＝ I2R 線 ，又 I＝ PU 所以 P 損 ＝ ??? ???PU 2R 線 ，代入數(shù)據(jù)，解得 R 線 ＝ 10 Ω ，當(dāng)用 20 000 V 的高壓輸電時(shí)， P 損 ′＝ ??? ???PU′ 2R 線 ＝ 250 W. 10．見(jiàn)解析 解析 輸電線路上損失的功率 P 損 ＝ ηP ＝ I2r① 又 P＝ UI② 聯(lián)立 ①② 可得 ： ηP ＝ ??? ???PU 2r，即 ηU 2＝ Pr，當(dāng) P、 r 確定時(shí)，有 ηU 2＝定值，所以要減小 η ，必須提高輸電電壓 U. 11． (1)810 4 V (2)10 3 V 解析 (1)導(dǎo)線電阻 r＝ ρ 2lS ＝ 10－ 828010 310 － 4 Ω ＝ Ω 輸電線路損失功率為輸出功率的 4%，則 4%P＝ I2r，代入數(shù)據(jù)得： I＝ 125 A 由理想變壓器 P 入 ＝ P 出 及 P＝ UI得： 輸出電壓 U＝ PI＝ 107125 V＝ 8104 V (2)輸電線路上電壓損失 U′ ＝ Ir＝ 125 V ＝ 10 3 V 12． (1)5 424 W (2)250 V (3)97% (4)大于一半 解析 由于發(fā)電機(jī)至升壓變壓器、降壓變壓器至學(xué)校距離較短，不必考慮這兩部分輸電導(dǎo)線上的功率損耗，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì) E，一部分降在電源內(nèi)阻上，另一部分為發(fā)電機(jī)的路端電壓 U1，升壓變壓器副線圈電壓 U2 的一部分降在輸電線上，其余的就是降壓變壓器原線圈電壓 U3，而 U4應(yīng)為燈的額定電壓 U 額 ． (1)對(duì)降壓變壓器： P3＝ P4＝ U4I4＝ nP 燈 ＝ 22640 W ＝ 5 280 W 而 U3＝ 41U4＝ 880 V 所以 I3＝ nP燈U3＝ 5 280880 A＝ 6 A 對(duì)升壓變壓器： U1I1＝ U2I2＝ I2線 R＋ U3I3＝ I23R＋ P3＝ 624 W ＋ 5 280 W＝ 5 424 W 所以，發(fā)電機(jī)的輸出功率 P 出 ＝ 5 424 W (2)因?yàn)?U2＝ U3＋ I 線 R＝ U3＋ I3R＝ 880 V＋ 64 V ＝ 904 V 所以 U1＝ 14U2＝ 14904 V ＝ 226 V 又 U1I1＝ U2I2 所以 I1＝ U2I2U1＝ 4I2＝ 4I3＝ 24 A 故 E＝ U1＋ I1r＝ 226 V＋ 241 V ＝ 250 V (3)η ＝ P3P2100% ＝ 5 2805 424100% ＝ 97% (4)電燈減少一半時(shí) n′ P
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