教科版2018-2019学年高中物理选修3-2第2章 交变电流 第7节练习含(2)

时要注意U 线是R 线上的电压．

2．BC [输电线上的电流I 线＝P 0U ＝U 线R

故A 错误，B 正确；输电线上的功率损失P ＝I 2线R ＝(P 0U )2R ＝U 2线R

，故C 正确，D 错误．] 点评 由功率损失P ＝(P 输U 输

)2R 线知：当输送功率P 输一定时减少输电线上功率损失的方法为提高输电电压或减小输电导线的电阻．

3．ABD [输电线上消耗的功率P 线＝I 22R ＝400 kW ，则I 2＝ P 线R

＝20 A ，又P 1＝U 1I 1，则I 1＝P 1U 1＝103 A ，故A 正确；T 1的变压比U 1U 2＝I 2I 1＝150

，又P ＝U 1I 1＝U 2I 2，得U 2＝2×105 V ，输电线上损失电压U 线＝I 2R ＝2×104 V ，则T 2原线圈的输入电压U 3＝U 2－U 线＝1.8×105 V ，又灯泡正常发光，T 2的副线圈的电压为220 V ，B 正确；T 2的变压比U 3U 4＝1.8×105220＝9 00011，C 错误；根据U 3I 2＝60n ，解得n ＝6×104，D 正确．]

点评 远距离输电线路图如下

各物理量有下列关系 ①电压关系：U 发＝U 1，U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝U 3＋U 损，U 3U 4＝n 3n 4

，U 4＝U 用； ②电流关系：n 1I 1＝n 2I 2，I 2＝I 线＝I 3，n 3I 3＝n 4I 4；

③功率关系：P 发＝P 1＝P 2，P 2＝P 3＋P 损，P 3＝P 4＝P 用，P 损＝I 2R 线，P 损＝????P U 2

2R 线，P 损＝IU 损．

4．AD [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

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教科版2018-2019学年高中物理选修3-2练习含解析 6 功率．P 出－P 损

＝P 入，故D 正确.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3n 4

，因为U 1＝200 V<U 4＝220 V ，U 2>U 3＝U 2－U 线，故n 2n 1>n 3n 4

，选项A 正确．] 点评 在理解电压关系时，可把输电线路理解为三个闭合回路．如图

第一个回路发电机是电源，升压变压器的原线圈是用电器，若输电线电阻忽略则有U 发

＝U 1；第二个回路升压变压器副线圈是电源，降压变压器的原线圈为用电器，则有U 2＝U 线＋U 3；第三个回路降压变压器副线圈为电源，用户为用电器，若输电线电阻忽略则有 U 4＝U 用．

5．(1)见解析 (2)219.6 V 4.392×104 W

(3)180 V 3.6×104 W

解析 (1)示意图如下图所示

(2)升压变压器次级的输出电压

U 2＝n 2n 1U 1＝101

×220 V ＝2 200 V 据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级输出电流

I 2＝P U 2＝44×1032 200

A ＝20 A 输电线路上的电压损失和功率损失分别为

U R ＝I 2R ＝20×0.2 V ＝4 V

P R ＝I 22R ＝202×0.2 W ＝80 W

加到降压变压器初级上的输入电流和电压为

I 3＝I 2＝20 A

U 3＝U 2－U R ＝2 200 V －4 V ＝2 196 V

降压变压器次级的输出电压和电流为

U 4＝n 4n 3·U 3＝110

×2 196 V ＝219.6 V I 4＝n 3n 4·I 3

＝10×20 A ＝200 A 用户得到的功率为

P 4＝I 4U 4＝200×219.6 W ＝4.392×104 W

(3)若不采用高压输电，用220 V 低压直接供电时，电路如下图所示，则输电电流I ＝P U 1＝44×103220 A ＝200 A ，输电线路上的电压损失 U R ′＝IR ＝200×0.2 V ＝40 V

所以用户得到的电压为

U 4′＝U 1－U R ′＝220 V －40 V ＝180 V

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教科版2018-2019学年高中物理选修3-2练习含解析

7 用户得到的功率为P 4′＝IU 4′＝200×180 W ＝3.6×104 W

方法总结 (1)求解远距离输电的关键是熟悉输电线路图，并画出示意图，把需要的物理量都标在图中的相应位置上．

(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．

6．BD [输电线电阻R ＝ρL S ，输电电流I ＝P U

故输电线上损失的电功率为P ′＝I 2R ＝????P U 2ρL S ＝P 2ρL U 2S

用户得到的电功率为P 用＝P －P ′＝P ???

?1－PρL U 2S .故B 、D 正确．] 方法总结 在远距离输电问题中，也要时刻注意能量守恒这一线索，即发电机的总功率应等于线路上损失的热功率和用户得到的功率之和(在不考虑变压器自身的能量损失的条件下)．

课后巩固练

1．AC [远距离输电，往往输送电功率一定，根据P ＝UI ，输送电压U 越高，则输送

电流I ＝P U

越小，据P 线＝I 2r 可知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即r 确定，则可减小线路上的能量损耗，故A 、C 项正确；而交流电的频率是一定的，不随输送电压的改变而改变，输电的速度就是电磁波的传播速度，也一定，故B 、D 项不正确．]

2．AC [U 损＝IR 线，所以R 线一定时，U 损与I 成正比，A 正确．U 损＝I ·R 线＝P 输U 输

·R 线，所以P 输、R 线一定时，U 损与U 输成反比，B 错误．P 损＝I 2R 线＝? ????P 输U 输2R 线，所以P 输、R 线一定时，P 损与U 输的平方成反比，C 正确．P 损＝I 2R 线，所以P 损与I 2成正比，D 错误．]

3．B [由欧姆定律有R ＝U I ；由电阻定律有R ＝ρ2L S ，由以上两式解得：S ＝2ρLI U

] 4．C [根据输电线上的功率损失的表达式：P 损＝I 2R ＝(P U

)2R ，电压升高为原来的n 倍，则功率损失为原来的1n 2.] 5．CD [对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U 1∶U 2＝n 1∶n 2知，输入电压不变，线圈匝数不变，输出电压不变，故A 选项不正确；由P ＝UI 知，U 不变，P 增大，故I 增大，使得输电线上的电压损耗U 损＝I 2R 线增大，功率损耗P 损＝I 22R 线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B 不正确，C 正确；因为输电线上损耗的

功率占总功率的比例为P 损P 1＝I 22R 线P 1＝????P 1U 1·n 1n 22R 线P 1＝P 1n 21R 线U 21n 22

∝P 1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D 正确．]

6．BD [变压器的输入功率、输入电流的大小是由负载消耗的功率大小决定的，用电高峰期，白炽灯不够亮，消耗功率增大，输电线中的电流增大，线上电压增加，B 正确．发电机输出电压稳定，升压变压器的副线圈的电压不变，降压变压器的输出电压由升压变压器副线圈的电压与线上损耗电压之差决定，D 正确．]

7．BD [选项A 中，I 是输电线中的电流，R 是输电线的电阻，但是U 不是输电线上

损失的电压，而是总的输送电压(是输电线和负载上电压之和)，所以不能用I ＝U R

计算输电线中的电流，在运用欧姆定律时，I 、R 、U 应该对应于同一部分导体．

因为输送的功率一定，由I ＝P U

可知，当输送的电压增为原来的20倍时，电流减为原来

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教科版2018-2019学年高中物理选修3-2练习含解析

8 的120

，选项B 正确． 选项C 中，R 是输电线的电阻，而U 是总的输送电压，R 与U 又不对应，所以P ＝U 2R 是错误的．

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