3.4远距离输电 课时检测（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 课时检测（解析版）
1．2019年7月1日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100千伏“新疆淮东—安徽皖南”特高压直流工程正式投运，该特高压工程在全压运行前，首先试投运电压为±550千伏的双极低端直流系统，在输送功率不变的情况下，全压直流输电后因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的（　　）
A．10% B．25%
C．50% D．75%
2．电网陈旧老化易使电能损耗严重，为了减少远距离输电线路上的电能损耗，以下措施中切实可行的是（　　）
A．提高输电电压 B．用超导材料做输电线
C．提高输送功率 D．减小输电线的横截面积
3．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则(　　)
A．用户端的电压为U1 B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I1U1 D．输电线路上损失的电功率为I1U
4．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器和降压变压器乃向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：l，它的副线圈两端的交变电压如图所示，为负载电阻若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是
A．降压变压器原线圈的输入电压为55V
B．降压变压器的输入功率与输出功率之比为4：1
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．当增大时，升压变压器的输出电压不变
5．采用110 kV高压向远方的城市输电，当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（　　）
A．27.5kV B．55kV C．220kV D．440kV
6．图为某发电站的发电机发出的交流电，经升压变压器、降压变压器后向某小区的用户供电的示意图，已知升压变压器原线圈两端的电压为。则下列说法正确的是（　　）
A．小区用户得到的交流电的频率可能为100Hz
B．升压变压器原线圈两端的电压的有效值为500V
C．用电高峰时输电线上损失的电压不变
D．深夜小区的用户逐渐减少时，输电线损耗的电功率减小
7．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，两变压器均为理想变压器，发电机的输出电压及输电线的电阻均不变．在用电高峰期，随着用 户耗电量的增大，发电厂的输出功率增大，下列说法正确的是（）
A．用户总电阻变大
B．降压变压器的输入电压变小
C．输电线上损耗的功率变小
D．通过升压变压器原线圈的电流变小
8．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
9．如图所示为某山区小型发电站输电示意图，发电厂提供U=311sin100πt（V）的交流电通过变压器升压后进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电，用户端得到的电压为220V，图中高压输电线总电阻为R，电压表是理想交流电表，下列有关描述正确的是（　　）
A．若所有用户都将开关断开，则电压表示数为零
B．将条形磁铁N极靠近通电白炽灯，灯丝的振动频率为100Hz
C．深夜开灯时，灯特别亮是因为高压输电线上的电压损失减小
D．升压变压器的原副线圈匝数比值与降压变压器的原副线圈匝数比值的乘积为1
10．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n（n>1）倍，则（　　）
A．输电线上的电压损失增大 B．输电线上的功率损失增大
C．输电线上的电压损失不变 D．输电线上的功率损失减少到原来的
11．特高压交流输电是指1000kV及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势。远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的3倍，则（　　）
A．输电线上的电流增大为原来的3倍
B．输电线上损失的电压增大为原来的3倍
C．输电线上的电能损失减少为原来的
D．用户得到的电功率增大为原来的3倍
12．2020年7月，1100kV新疆昌吉——安徽古泉特高压直流工程正式投运一年，它是目前世界是电压等级最高、送电距离最远的特高压直流输电工程。在输电功率不变的情况下，和试投运期间 550kV相比，优点是（　　）
A．可节省输电线材料
B．减少了输电线路中因发热而消耗的功率
C．输电速度是试投运时速度的二倍
D．因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的25%
13．如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20kW。在输电线路上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1A，输电线的总电阻为10Ω，则下列说法正确的是（　　）
A．采用高压输电可以减小输电线中的电流
B．将P下移，用户获得的电压将增大
C．用户获得的功率为19kW
D．升压变压器的输出电压U2=2000V
14．高压输电是减小输电电能损耗和电压损失的有效途径，中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为△P=100kW,损失的电压为△U=40V.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1000kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响, 输电线上损耗的电功率变为△P'，损失的电压变为△U'，则
A．△P'=25kW B．△P' = 50kW C．△U'=10V D．△U' = 20V
15．发电机输出功率40kW，输出电压400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5Ω，到达用户后再用变压器降为220V．
求：（1）升压变压器副线圈电压是多少？
（2）输电线上损失的电功率是多少？
（3）输电线上损失的电压是多少？
（4）降压变压器的匝数比是多少？
16．如图所示，发电机输出功率P1=100kW，输出电压U1=250V，用户需要的电压U4=220V，输电线总电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）发电机的输送电流I1是多少？
（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比？
（3）用户得到的电功率P4是多少？
参考答案
1．B
【详解】
由题意可知，全压投运的电压为试投运电压的2倍，由公式I=可知，全压投运的输电电流为试投运的，由公式P损=I2r，所以全压投运时输电线上的电功率损失为试投运的，即25%。
故选B。
2．A
【详解】
A．提高输电电压，根据
知，输送电流较小，根据
知损失的功率较小，A正确；
B．用超导材料做输电线，成本太高，B错误；
C．提高输送功率，根据
知，输送电流较大，根据
知损失的功率较大， C错误；
D．减小输电导线的横截面积，根据电阻定律
可知电阻增大，根据
知损失的功率较大，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则
U1I1=U2I2
可得
故A不符合题意；
B．输电线上的电压降为
△U=U-U1
故B不符合题意；
C．输入功率
P=U1I1
故C符合题意；
D．输电线路上损失的电功率为
P=I1(U-U1)
故D不符合题意。
故选C。
4．D
【详解】
试题分析：由图象得到，降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin100πt V；有效值为220V，降压变压器原、副线圈匝数之比为4：l，故降压变压器T2原线圈的输入电压为：4×220V=880V，故A错误；降压变压器为理想变压器，故输入功率与输出功率之比为1：1，故B错误；由于输电线电阻有电压降，故升压变压器T1的输出电压大于降压变压器T2的输入电压，故C错误；当R0增大时，由于升压变压器T1的输入电压不变，个输出电压不变，故D正确；故选D．
考点：变压器的电压、电流之间的关系
5．C
【详解】
根据
输电线上损失的功率
为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为2倍，故输电电压应变为220 kV。
故选C。
6．D
【详解】
A．发电机的输出电压随时间变化的关系，由电压的表达式可知T=0.02s，故
又由于变压器不改变交流电的频率，则用户得到的交流电的频率也应为50Hz，A错误；
B．由图像可知交流的最大值为Um=500V，因此其有效值为
则输入原线圈的电压为，B错误；
C．用电高峰时，用户增多，降压变压器副线圈的电流增大，则原线圈的电流增大，输电电流增大，则输电线上损失的电压增大，C错误；
D．深夜小区的用户逐渐减少时，则降压变压器的输入功率减小，输入电流也减小，输电线上损失的功率减小，D正确。
故选D。
7．B
【分析】
用户增多，由于是并联，根据串并联特点求得总电阻的变化，在用电高峰期，随着用户耗电量的增大，发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P=UI可输电线上的电流I线增大，根据U损=I线R，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3=U2-U损可得，降压变压器的输入电压U3减小，根据P损＝I2R求得损失的功率变化.
【详解】
用电高峰期，用户用电器的个数变多，用电器是并联接入电路，所以总电阻变小，选项A错误；在用电高峰期，随着用户耗电量的增大，发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P=UI可输电线上的电流I线增大，根据U损=I线R，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3=U2-U损可得，降压变压器的输入电压U3减小，选项B正确；对输电线路的电压损失变大，输电线的电阻不变，导致线路中损失的功率变大，选项C错误；发电厂的输出功率增大，升压变压器的输出电压不变，所以通过升压变压器原线圈的电流变大，选项D错误；故选B．
【点睛】
理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．
8．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。
9．C
【详解】
A．若所有用户都将开关断开，变压器空载，升压变压器中仍有励磁电流来产生磁场，输电站仍要给电路提供部分能量，以供给电路的损耗。所以各变压器都会因电磁感应产生电动势，即电压表有示数。A错误；
B．由题可知，交变电流的频率为
变压器不改变频率，所以用户端用电频率不变，将条形磁铁N极靠近通电白炽灯，灯丝在磁场中受到周期性的安培力而发生振动，其频率与电流频率一致，B错误；
C．深夜开灯时，接入的灯少，电阻大，所以输电线上的电流小，损耗小，从而用户端获得的电压高，灯泡较亮。C正确；
D．设升压变压器的原副线圈匝数比值为x，降压变压器的原副线圈匝数比值为y，根据变压器的规律得升压变压器输出电压为
降压变压器的输入电压为
因为高压输电线有电阻，所以
即
D错误。
故选C。
10．D
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
知，输电电压提高到原来的n倍，则输电电流变为原来的，根据
可知输电线上的电压损失减为原来的，故AC错误；
BD．由
输电线上的功率损失减为原来的，故B错误，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．根据
当输送功率一定时，输送电压提高到原来的3倍，输电线上的电流将变为原来的，A错误；
B．根据
可知，当输送电流变为原来的时，输电线上损失的电压也为原来的，B错误；
C．根据
可知当输送电流变为原来的时，输电线上的电能损失减少为原来的，C正确；
D．原来用户得到的功率
升压后得到的功率
D错误。
故选C。
12．BD
【详解】
A．高压输电不能节省输电线的材料，故A错误；
C．特高压直流输电不会改变输电速度，故C错误；
BD．根据P=UI得，高压输电电压升为试压电压的2倍时，输电电流变为原来的一半，根据P损=I2R输电线上的功率损失将变为试压功率损失的，故BD正确。
故选BD。
13．ACD
【详解】
A．当输电功率不变时，增加升压变压器的输入电压，电流会减小。对于理想变压器，有
可知，输电线的电流会减小。所以采用高压输电可以减小输电线中的电流，所以A正确；
B．将P下移，降压变压器的原线圈匝数变多，即变大，对于理想变压器，有
化简得
所以降压变压器的输出电压将减小，即用户获得的电压将减小，所以B错误；
CD．由电流互感器可得，输电线的电流为
由题意可知，升压变压器的输出功率为20kW，则可得升压变压器的输出电压为
由题意及以上选项分析可得，输电线损耗的功率为
则用户获得的功率为
所以CD正确；
故选ACD。
14．AD
【详解】
输电的电流为，则输电的损失功率为，损失的电压为；保持输送功率P和输电线上的电阻R不变，而把总电压从500 kV提高为1000 kV，即变为原来的2倍，则输电电流变为原来的，有，；故BC错误；AD正确
15．(1) (2) (3) (4)
【解析】
设升压变压器的输出电压为U1，输入电压为U2，输入电流为I；降压变压器的输出电压为U3，输入电压为U4
（1）根据公式 可得：
（2）则输出电流：
则损失的电功率：P损=I2R=202×5W=2000W
（3）输电线上的电压降：
（4）降压变压器的输入电压为：U3=U2- U=2000V-100V=1900V；
则降压变压器的变压比：
点睛：解决本题的关键知道变压器的电压比与匝数比的关系以及知道输送功率与输送电压、电流的关系；知道降压变压器初级电压等于升压变压器次级电压与导线上电压损失的差值．
16．（1）；（2）， ；（3）
【详解】
（1）根据
P1=U1I1
得发电机的输出电流
（2）输电线上损失的功率
P损＝I22R=4%P
解得
I2=A＝20A
则
输电线上的电压损失
△U=I2R=20×10V=200V
升压变压器的输出电压
U2=U1×20=5000V
降压变压器的输入电压
U3=U2-△U=5000-200V=4800V
则
（3）用户得到的功率
P′=96%P=96kW