Question

3．閱讀《遠(yuǎn)距離輸電》回答40題．
遠(yuǎn)距離輸電
為了合理地利用自然資源，水電站要建在水庫大壩上，以煤為燃料的火電站最好建在煤礦附近．但是用電的地方可能距離發(fā)電站很遠(yuǎn)，因此為了使千家萬戶都能用點(diǎn)，就要借助如圖1所示的那些跨山越水的巍峨鐵塔上的電纜來輸送電能．
家庭用電的電壓是220V，然而高壓輸電線上的電壓通常有幾百千伏．為什么要用這么高的電壓輸送電能呢？這是因?yàn)椴捎酶邏狠旊�，可以減少由于電流熱效應(yīng)導(dǎo)致的電能在輸送線路上的損耗．我們知道，輸電線上損耗的功率P_損=I²R_線，而輸電導(dǎo)線的電阻R_線很難大幅度減小，所以只能減小輸電電流I．發(fā)電站的輸出功率等于輸出電壓和輸出電流的乘積，即P=UI．如果發(fā)電站輸出功率不變，若要減小輸出電流，就必須升高輸出電壓．
遠(yuǎn)距離高壓輸電的電壓至少需要幾十萬伏，而大型發(fā)電機(jī)的電壓一般為10～20kV，不符合遠(yuǎn)距離輸電的要求．怎樣將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓升高呢？根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的變壓器解決了這一難題．圖2為某遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，升先用升壓變壓器將發(fā)電廠發(fā)出的交流電壓升高到220kV后再送到交流電網(wǎng)上，遠(yuǎn)距離傳輸后經(jīng)一次高壓變電站將電壓降至110kV，再輸送到二次高壓變電站將電壓降至10kV，然后送到工廠、科研和生活區(qū)等目的地，再用低壓變壓器降至220V供家庭用戶使用．

請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）在輸送電能的過程中，為了減少電能在輸送線路上的損耗，通常采取的方法是B
A．加大輸電電流   B．提高輸電電壓
C．降低輸電電壓   D．減小輸電功率
（2）如果在居民區(qū)里有一個變電站，你認(rèn)為是圖2中的D
A．發(fā)電站        B．一次高壓變電站
C．二次高壓變電站      D．低壓變電站
（3）我國部分地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)已采用500kV取代220kV電網(wǎng)，在輸送功率一定的情況下，500kV輸電線與220kV輸電線上損耗的功率之比為C
A.11：25       B.25：11      C.121：625      D.625：121．

Answer 1

分析 （1）由閱讀材料知，輸電過程中減少電能損耗的方法；
（2）為保護(hù)輸送功率不變，在發(fā)電廠輸送電能時要升壓，送到工廠、科研和生活區(qū)等目的地時降壓；
（3）根據(jù)P=UI求出輸電電流之比，再根據(jù)PP=I²R求出輸電線上損耗功率之比．

解答 解：
（1）由閱讀材料可知，如果發(fā)電站輸出功率不變，為了減少電能在輸送線路上的損耗，需要減小輸出電流，就必須升高輸出電壓．故選B；
（2）由閱讀材料可知，電能輸送到工廠、科研和生活區(qū)等目的地，用低壓變壓器降至220V供家庭用戶使用，所以在居民區(qū)的變電站是低壓變電站，故選D；
（3）輸送功率一定，由P=UI可得，500kV輸電線與220kV輸電線上電流比為：
$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{\frac{P}{{U}_{2}}}{\frac{P}{{U}_{1}}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{220kV}{500kV}$=$\frac{11}{25}$，
輸電導(dǎo)線電阻一定，由P_損=I²R_線可得輸電線上損耗功率之比：
$\frac{{P}_{損2}}{{P}_{損1}}$=$\frac{{{I}_{2}}^{2}{R}_{線}}{{{I}_{1}}^{2}{R}_{線}}$=（$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$）²=（$\frac{11}{25}$）²=$\frac{121}{625}$．故選C．
答：（1）B；（2）D；（3）C．

點(diǎn)評 本題是遠(yuǎn)距離輸電的問題，要能通過閱讀短文找到有用的信息，靈活運(yùn)用電功率的計(jì)算公式計(jì)算損耗功率比的關(guān)鍵．