2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册 3.4远距离输电 同步练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
3.4远距离输电
同步练习（解析版）
1．在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，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。若输送功率增大为原来的2倍，下列说法中正确的有（　　）
A．升压变压器的输出电压增大为原来的2倍
B．输电线上的电流增大为原来的4倍
C．输电线上损耗的功率增大为原来的2倍
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
2．浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，采用“特高压”输电后，输电线上的电压损失减少到“超高压”的（　　）
A．10%
B．25%
C．50%
D．75%
3．在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则与的关系正确的为（　　）
A．；
B．；
C．；
D．；
4．下列说法不正确的是（　　）
A．电视机铭牌上所标的“额定电压220V”指的是交流电压的有效值
B．交流发电机是利用电磁感应的原理来工作的
C．在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流
D．在高压输电中要用到变压器，变压器的铁芯中会产生感应电流—涡流，但这种涡流不会有热效应
5．从发电站输出的功率为220
kW，输电线的总电阻为0.05
Ω，用220
V和11
kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（　　）
A．50∶1
B．1∶50
C．1∶5
D．5∶1
6．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，二者原、副线圈的匝数比分别为10∶1
和1∶10，
各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（　　）
A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定，
仅将U2增大，输电线损耗功率增大
C．若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减小
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
7．如图所示，某小型发电站的输出功率，发电机电压，经理想变压器升压后向远处输电，其中输电线总电阻为，在用户端用理想变压器降压至220V为用户供电，已知输电线上损失的功率为8kW，则下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出电流为500A
B．
C．
D．用户得到的电流为
8．输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
9．在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，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，已知发电厂的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻R为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，下列说法中正确的是（　　）
A．升压变压器输出电压为2500V
B．输电线上损失的功率为60kW
C．降压变压器原、副线圈的匝数比为5∶1
D．用户得到的功率为400kW
10．如图为远距离输电的示意图，某电工师傅为了测定输送电路的电流大小，在电路中接入一个电流互感器，其原副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为2A，输电线的总电阻为20Ω，发电机的输送功率为100kW。下列说法正确的是（　　）
A．用户得到的功率为92kW
B．输电线上损失的电压为40V
C．升压变压器的输出电压为U2=5000V
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向上滑
11．如图所示为远距离输电原理图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表。升压变压器原、副线圈匝数比为，发电机的输出电压、输出功率一定，且降压变器原、副线圈匝数比不变，若将增大，则（　　）
A．输电线损失的功率增大
B．电流表的示数增大
C．电压表的示数增大
D．用户消耗的功率增大
12．如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器变为电压远距离输送，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（　　）
A．变压器的匝数比
B．变压器的匝数比
C．输电线上的电流为200A
D．输电线上损失的电功率为
13．如图所示为远距离输电示意图，其中水电站发电机的输出功率为100
kW，发电机的电压为250
V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8
Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220
V。要求在输电线上损失的功率控制为5
kW（即用户得到的功率为95
kW）。下列说法正确的是（　　）
A．输电线上通过的电流为25
A
B．降压变压器的输入电压为4000
V
C．升压变压器的匝数比为
D．降压变压器的匝数比为
14．如图，发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2。下列输电导线上损耗功率的表达式中正确的是（　　）
A．（U1－U2）I
B．I2R
C．
D．
15．一台发电机最大输出功率为4000kW，输出电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1kΩ。到目的地经变压器T2降压，现负载为多个并联的相同灯泡（“220V，60W”）。若变压器T1和T2的均为理想变压器，发电机处于满负荷工作状态，在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，求：
（1）升压变压器T1原、副线圈匝数比n1：n2？
（2）降压变压器T2原线圈两端的电压U3为多大？
（3）现可并联接入多少盏灯泡，使他们均正常发光？
16．图甲为某水力发电厂输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶40，远距离输电线的总电阻为16。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为480kW，在用户端的交流电压表显示电压为220V。求：
（1）远距离输电线中的电流；
（2）降压变压器原、副线圈匝数比。
17．水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3︰n4=190︰11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度ρ=1×103kg/m3、重力加速度g取10m/s2。求：
（1）高压输电线中的电流强度I2；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1︰n2；
（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？
18．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为，输出电压为，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用高压输电，最后用户得到“”的电能，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
（2）输电线路导线电阻；
（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比。
19．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10，允许线路损耗的功率为输出功率的4%。
（1）画出远距离输电模型示意图
（2）当村民和村办小企业需要220V电压时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）
参考答案
1．D
【详解】
A．因为发电厂的输出电压U1不变，则根据
可知，升压变压器的输出电压U2不变，选项A错误；
B．根据
输送功率增大为原来的2倍，则输电线上的电流增大为原来的2倍，选项B错误；
CD．根据
可知，输电线上损耗的功率增大为原来的4倍，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项C错误，D正确；
故选D。
2．C
【详解】
输电的电流为
损失的电压为
在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，从500千伏超高压到1000千伏特高压，即变为原来的2倍，则输电电流变为原来的一半，有
故选C。
3．B
【详解】
输电线电阻
输电电流
故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为
故选B。
4．D
【详解】
A．用电器上所标的电压值与电流值均为有效值，电视机铭牌上所标的“额定电压220
V”指的是交流电压的有效值，故A正确；
B．交流发电机是线圈在磁场中转动，利用电磁感应的原理发电，故B正确；
C．在远距离输电中，采用高压输电的目的是为了减小输电线路中的电流，从而降低线路上热损耗，故C正确；
D．在高压输电中要用到变压器，变压器铁芯中会产生感应电流——涡流，涡流都会有热效应，所以在制作变压器时，要尽可能减小涡流，故D错误。
故选D。
5．A
【详解】
输电线上的电流
则输电线上由电阻造成的电压损失
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
所以线路输送的电功率为
故A错误；
B．输电线损耗的功率为
若保持P不变，输电电压U2增大，则减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律有
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗电压为
所以增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选D。
7．ACD
【详解】
A．发电机输出电流
故A正确；
B．输电线损失的功率
得
则有
故B错误；
C．升压变压器输出电压
损失电压
则降压变压器输入端电压
则有
故C正确；
D．降压变压器输出端电流
故D正确。
故选ACD。
8．BD
【详解】
当开关S接1时，左侧变压器次级电压
U2=3×7.5V=22.5V
电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压
电流
则右侧变压器初级电压
电流
则
当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知
解得
I=3A
则R上的功率
故选BD。
9．AB
【详解】
A．升压变压器的副线圈两端电压
故A正确；
B．输电导线上的电流
输电导线上的功率损失
故B正确；
C．输电导线上的电压
降压变压器原线圈的电压
降压变压器原、副线圈的匝数比为
故C错误。
D．用户得到的功率为
故D错误。
故选AB。
10．ACD
【详解】
B．在电流互感器中，根据
可得输电线上的电流
因此输电线上损失的电压
B错误；
A．输电线上损失的功率
因此用户得到的功率
A正确；
C．根据
可得升压变压器的输出电压
C正确；
D．用电高峰期，用户消耗的电流增大，线路上损耗的电压增加，导致降压变压器原线圈电压降低，可将P向上滑，使降压变压器原线圈匝数减小，根据
可使用户能够得到的电压正常，D正确。
故选ACD。
11．CD
【详解】
A．增大，则输送电压增大，由于输送功率一定，则输送电流减小，输电线上损失的功率减小，A错误；
BC．输电线损失的电压减小，降压变压器输入、输出电压均增大，输入、输出电流均减小，电压表的示数增大，电流表的示数减小，B错误，C正确；
D．由于输入功率一定，输电线损失的功率减小，用户消耗的功率增大，D正确。
故选CD。
12．AB
【详解】
A．升压变压器T1的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比，则有变压器T1的匝数比
故A正确；
B．降压变压器T2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为
则变压器T2的匝数比
故B正确；
C．输出的电功率为P0=20kW，而升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，所以根据
可知输电线上的电流为
故C错误；
D．根据
故D错误。
故选AB。
13．AC
【详解】
A．输电线上通过的电流
故A正确；
B．输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误；
C．升压变压器的匝数比
故C正确；
D．降压变压器的匝数比
故D错误。
故选AC。
14．ABD
【详解】
升压变压器的输出电压为输出电压为U1，降压变压器的输入电压为U2，则输电线上的电压损失为
因为输电线上的电流为I，则输电线上损失的功率为
或者
或者为
故ABD正确，C错误。
故选ABD。
15．（1）；（2）1.8×105V；（3）6×104盏
【详解】
（1）输电线上消耗的功率
则
又
则
（2）由
得
输电线上损失电压
则T2原线圈的输入电压
（3）根据
解得
16．（1）；（2）
【详解】
（1）由图像可知，输入电压的有效值为
原线圈中的电流为
由变压器电流与线圈匝数的关系
可得远距离输电线中的电流
（2）升压变压器副线圈的电压
输电线损失的电压
降压变压器输入电压为
降压变压器原副线圈匝数比
17．（1）50A；（2）1︰16；（3）40%
【详解】
（1）根据理想变压器变压规律得
解得
又根据理想变压器无能量损失知
再根据得
（2）高压输电线电阻损失电压
得
故
（3）高压输电线电阻损失电功率
故发电机输出电功率
又水流每秒带来的机械能
故水能转化为电能的效率
18．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）升压变压器、副线圈匝数比为
（2）导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有
而输送电流又决定输电电压及输送功率，有
所以
（3）设降压变压器原线圈上电压为
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
19．（1）（2）；
【详解】
（1）远距离输电模型示意图
（2）由线路损耗的功率
可得
又因为
所以
根据理想变压器规律
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是和。