题目内容

3．阅读《远距离输电》回答40题．
远距离输电
为了合理地利用自然资源，水电站要建在水库大坝上，以煤为燃料的火电站最好建在煤矿附近．但是用电的地方可能距离发电站很远，因此为了使千家万户都能用点，就要借助如图1所示的那些跨山越水的巍峨铁塔上的电缆来输送电能．
家庭用电的电压是220V，然而高压输电线上的电压通常有几百千伏．为什么要用这么高的电压输送电能呢？这是因为采用高压输电，可以减少由于电流热效应导致的电能在输送线路上的损耗．我们知道，输电线上损耗的功率P损=I2R线，而输电导线的电阻R线很难大幅度减小，所以只能减小输电电流I．发电站的输出功率等于输出电压和输出电流的乘积，即P=UI．如果发电站输出功率不变，若要减小输出电流，就必须升高输出电压．
远距离高压输电的电压至少需要几十万伏，而大型发电机的电压一般为10～20kV，不符合远距离输电的要求．怎样将发电机产生的电压升高呢？根据电磁感应原理制造的变压器解决了这一难题．图2为某远距离输电的示意图，升先用升压变压器将发电厂发出的交流电压升高到220kV后再送到交流电网上，远距离传输后经一次高压变电站将电压降至110kV，再输送到二次高压变电站将电压降至10kV，然后送到工厂、科研和生活区等目的地，再用低压变压器降至220V供家庭用户使用．

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）在输送电能的过程中，为了减少电能在输送线路上的损耗，通常采取的方法是B
A．加大输电电流   B．提高输电电压
C．降低输电电压   D．减小输电功率
（2）如果在居民区里有一个变电站，你认为是图2中的D
A．发电站        B．一次高压变电站
C．二次高压变电站      D．低压变电站
（3）我国部分地区电网建设已采用500kV取代220kV电网，在输送功率一定的情况下，500kV输电线与220kV输电线上损耗的功率之比为C
A.11：25       B.25：11      C.121：625      D.625：121．

分析 （1）由阅读材料知，输电过程中减少电能损耗的方法；
（2）为保护输送功率不变，在发电厂输送电能时要升压，送到工厂、科研和生活区等目的地时降压；
（3）根据P=UI求出输电电流之比，再根据PP=I2R求出输电线上损耗功率之比．

解答 解：
（1）由阅读材料可知，如果发电站输出功率不变，为了减少电能在输送线路上的损耗，需要减小输出电流，就必须升高输出电压．故选B；
（2）由阅读材料可知，电能输送到工厂、科研和生活区等目的地，用低压变压器降至220V供家庭用户使用，所以在居民区的变电站是低压变电站，故选D；
（3）输送功率一定，由P=UI可得，500kV输电线与220kV输电线上电流比为：
$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$=$\frac{\frac{P}{{U}_{2}}}{\frac{P}{{U}_{1}}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{220kV}{500kV}$=$\frac{11}{25}$，
输电导线电阻一定，由P损=I2R线可得输电线上损耗功率之比：
$\frac{{P}_{损2}}{{P}_{损1}}$=$\frac{{{I}_{2}}^{2}{R}_{线}}{{{I}_{1}}^{2}{R}_{线}}$=（$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}$）2=（$\frac{11}{25}$）2=$\frac{121}{625}$．故选C．
答：（1）B；（2）D；（3）C．

点评 本题是远距离输电的问题，要能通过阅读短文找到有用的信息，灵活运用电功率的计算公式计算损耗功率比的关键．

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