3.4远距离输电 课时练（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 课时练（解析版）
1．由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了36％，这时供电电网上电压比原来降低了（ ）
A．64％ B．36％ C．20％ D．10％
2．在远距离输电中，提高送电电压的设备是（ ）
A．验电器 B．变压器 C．电容器 D．传感器
3．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压稳定，通过升压变压器和降压变压器向的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻，的原、副线圈匝数比为4：1，用电器两端的电压为，将、均视为理想变压器。下列说法中正确的是（ ）
A．升压变压器的输入功率为400W
B．升压变压器中电流的频率为100Hz
C．输电线消耗的功率为250W
D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小
4．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1 ∶ n2 = 1 ∶ k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3 ∶ n4 = k ∶ 1，模拟输电导线的电阻r=3Ω，T2的负载是规格为“15V，45W”的灯泡L。当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为（　　）
A． B．2 C．3 D．9
5．一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求。要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电，到达几百公里甚至几千公里之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”、“二次变电站”降压。已知经低压变电站降压变压器（可视为理想变压器）后供给某小区居民的交流电u=220sin100πt（V），该变压器原、副线圈匝数比为50∶1，则（　　）
A．原线圈上的电压为11000V
B．原线圈中电流的频率是100Hz
C．原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗
D．采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗
6．发电厂发电机的输出功率为P，输送电压为U，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R，下面说法中错误的是（　　）
A．通过输电线上的电流为
B．输电线路损耗的功率为
C．学校在变压器降压前得到的电压为
D．若输送电压提高到原来的k倍，则输电线路损耗的功率减为原来的
7．“西电东送”就是把煤炭、水能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2，降压变压器原、副线圈匝数比为n3：n4，发电厂输出电压为U1，输出功率为P，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（　　）
A．若用户获得的电压也为U1，则＝
B．用户获得的电压不可能大于U1
C．当用户用电器总电阻增大时，输电线R上损失的功率增大
D．输电线R上损失的功率为
8．如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机向升压变压器原线圈输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4.变压器均为理想变压器。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（　　）
A．
B．
C．
D．因为变压器均为理想变压器，所以升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率
9．用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（　　）
A． B． C． D．
10．用和两种电压来输电，若输送的电功率、输电导线的长度和电阻率相同，关于输电线上的功率损失判断正确的是（　　）
A．导线横截面积相同，输送端不用升压变压器时，功率损失之比
B．导线横截面积相同，电压输送端使用升压变压器时，功率损失之比
C．输送端不用升压变压器时，若功率损失相同，横截面积之比
D．电压输送端使用升压变压器时，若功率损失相同，横截面积之比
11．关于电能输送的分析，正确的是 (　　)．
A．由公式P＝U2/R知，输电电压越高，输电线上功率损失越少
B．由公式P＝U2/R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少
C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大
D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比
12．如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2。在输电线路的起始端接入两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器原、副线圈的匝数比为
B．采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100A
C．线路输送电功率大于220kW
D．将P上移，用户获得的电压将升高
13．某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为100kW，电厂输出电压仅为200V，为减少输送功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出，到达目的地后用理想降压变压器降压。已知输电线路的总电阻为120，若在输电线路上消耗的功率为输送功率的12%，用户所需电压为220V，则（　　）
A．理想升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：50
B．理想降压变压器的原、副线圈的匝数比为35：1
C．理想升压变压器的原、副线圈中的电流分别为400A和10A
D．理想降压变压器的原、副线圈中的电流分别为10A和400A
14．如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，交流发电机的输出电压的有效值恒为U1、输电线的总电阻r、用户所用的电器（均为纯电阻）、降压变压器匝数均不变。若增大升压变压器原、副线圈的匝数比，则下列判断正确的是
A．升压变压器原线圈中的电流减小 B．输电线上损失的功率增大
C．输电线上的总电压增大 D．用户所用电器的总电流减小
15．中国的特高压远距离输电技术处于世界领先水平。下图是该项技术的原理图，图中R为输电线总电阻，U线为输电线上电阻R的电压，当输电线总电阻R和输送功率P2不变时，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上损失的电压U线和输送电压U2成反比
B．输送电压越高，输电线上的损耗越小
C．输电线上损失的功率为
D．用户负载越大，I3越小，I4也越小
16．用发电机通过如图所示的输电线路给用户供电，发电机的输出功率为500kW，端电压U1为500V，升压变压器原副线圈的匝数比为150，两变压器输电导线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压U4为220V，变压器为理想变压器，求：
（1）升压变压器副线圈的端电压；
（2）输电导线上损失的电功率；
（3）降压变压器原副线圈的匝数比。
17．三峡水电站的一台发电机输出功率为70万千瓦，发电机的输出电压为20KV，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处供电，已知T1，和T2的匝数比分别为1:25和19:4，电压经T2降至100KV．求：
（1）输电线上的电流；
（2）输电线上损耗的功率。
参考答案
1．C
【详解】
设用电器的电阻为R，输电线的电阻为r，当电压未降低时，电压为U，则用电器的功率为
当电压降低时，电压为，则用电器的功率为
解得
所以电压减小了0.2倍，即比原来降低了20％。
故选C。
2．B
【详解】
在远距离输电中，提高送电电压的设备是变压器。
故选B。
3．C
【详解】
AC．用电器的电流为
根据
输电线上的电流为
输电线消耗的功率为
用电器消耗的功率为
升压变压器的输入功率为
故A错误，C正确；
B．变压器只改变电压，不改变频率，故频率
故B错误；
D．当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输电线R消耗的功率增大，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
根据电压与匝数成正比，有得
U2＝16k
灯泡的额定电流为
降压变压器副线圈电流I4＝3A，根据得
U3＝kU4＝15k
根据电流与匝数成反比，得得
电压关系：
U2＝U3+I3r
即
代入数据解得：
k=3
故选C。
5．D
【详解】
A．副线圈电压的有效值为
U2==220V
根据理想变压器电压和匝数的关系可知，原线圈上电压
U1=11000V
A错误；
B．变压器不会改变交流电的频率，故原线圈中电流的频率
f==50Hz
B错误；
C．原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，故副线圈的电流大于原线圈的电流，为了降低线圈的铜损，副线圈的导线粗，C错误；
D．在输送电功率一定的情况下
P损=R=R
高压输电有利于减少输电线路中的损耗，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．根据
P=UI
可得通过输电线上的电流为，故A正确，不符合题意；
B．因U为输送电压，而不是输电导线损失的电压，故输电线路损耗的功率不等于，故B错误，符合题意；
C．输电导线损失的电压为
故学校在变压器降压前得到的电压为
故C正确，不符合题意；
D．输电线路损耗的功率为
若输送电压提高到原来的k倍，则输电线路损耗的功率为
故D正确，不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】
A．升压变压器副线圈两端的电压为
若用户获得的电压也U1，则降压变压器的输入电压为
由于输电线上有电压损失，故
即
A错误；
B．只要降压变压器原副线圈匝数比合适，用户获得的电压可能大U1，B错误；
C．当用户用电器总电阻增大时，降压变压器副线圈中电流减小，输电线中电流减小，输电线上损失的功率减小，C错误；
D．由题意可知，副线圈中的电流为
损失的功率为
联立解得
D正确。
故选D。
8．B
【详解】
ABC．设升压变压器副线圈电压、降压变压器原线圈电压分别为、，则有
由于输电线路上有电压损耗，故，所以可知
故AC错误，B正确；
D．由于在电能输送过程中，输电线上有功率损耗，故升压变压器的输入功率大于降压变压器的输出功率，故D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
因为输送功率为P，输送电压为U，所以输送电流为
根据公式P=I2R得输电线上损失的功率为
故C正确，ABD错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．输电线上功率损失为
比值为，故A错误；
B．升压后副线圈一端为，比值为，故B错误；
C．由公式
知，故C正确；
D．升压后副线圈一端为，比值为，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．在计算输电线上功率损失时，公式中的U表示的是输电线上的电压，而不是输送电压，A错误；
B．输电线的电阻越大，但是消耗的电压也越大，也就是说公式中涉及两个变量，不能确定第三个，B错误；
C．根据公式可得输电电流越大，输电导线上功率损失越大，C正确；
D．和B一样，电流越大，电压是变化的，即两个变量，不能说P和I是成正比的，D错误；
故选C。
12．D
【详解】
A．根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为
故A错误；
B．采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数比为1:10，由公式
I送：I副=n副：n原=10：1
得输电电流为
IA2=10×10 A=100 A
故B错误；
C．根据电压表的示数为220 V，根据变压公式
U送：U副=n′原：n′副=10：1
输电电压为
U2=10×220 V=2 200 V
线路输送电功率为
P=U2IA2=220 kW
故C错误；
D．将P上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，故D正确。
故选D。
13．AD
【详解】
AC．升压变压器原线圈中的电流为
输电线上损失的功率为
解得
则升压变压器的原、副线圈的匝数比为
故A正确；C错误；
BD．升压变压器副线圈的电压为
则降压变压器原线圈的电压为
则降压变压器的原、副线圈的匝数比为
副线圈中的电流为
故B错误；D正确。
故选AD。
14．AD
【解析】
【详解】
A.设用户所用的电器的等效电阻为R，升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为k1:1、k2:1，则降压变压器的原线圈的等效电阻，而，，，得，同理，升压变压器的原线图的等效电阻，故k1增大，R1也增大，升压变压器原线圈中的电流减小，选项A正确
B.由可知，k1增大时，U2减小，输电线上的电流减小，输电线上损失的功率减小，选项B错误
C.输电线上的总电压U=I2r减小，选项C错误
D.由得，用户所用电器的总电流I4=k2I3=k2I2减小，选项D正确
15．AB
【详解】
A．损失电压
可知输电线上损失的电压和输送电压成反比，故A正确；
BC．由
可知输送电压越高，输电线上的损耗越小，故C错误，B正确；
D．用户负载越大，根据
U不变时，P增大，电流增大，故D错误。
故选AB。
16．（1）25000V；（2）600W；（3）25722
【详解】
（1）根据变压器的电压与匝数成正比，有：
U2=n2U1/n1=50×500V=25000V；
（2）P损=（P输出/U2）2 R=(500×103/25000) 2×1.5W=600W；
（3） U3=U2-U损=U2-P输出R/U2=2500-500×103×1.5/25000=2570(V)，
n3/n4=U3/U4=2570/220=257:22 ．
17．（1）1400A（2）3.5×107W
【详解】
（1）输电线上的电流为
I＝
U2＝＝V＝500×103V
所以
I＝＝ ＝1400A
（2）根据电压与匝数成正比知：
U3＝＝＝475×103V
则损失电压为
ΔU＝U2﹣U3＝500×103V﹣475×103V＝25×103V
输电线路损耗的功率为
P损＝ΔUI＝1400×25×103W＝3.5×107W
答：（1）输电线上的电流为1400A；（2）输电线路损耗的功率为3.5×107W。