3.4 电能的输送 能力提升（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4 电能的输送 能力提升（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 254.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-08 09:04:12 | ||
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文档简介
3.4 电能的输送 能力
一、单项选择题（共9小题；共36分）
1. 如图为远距离输电示意图， 、 和， 、 分别是升、降压变压器的原、副线圈，已知发电机的输出电压一定。用电高峰时，某同学发现当他家的大功率电器开启后，家中的自炽灯变暗。下列说法正确的是
A. 该同学家开启大功率电器后，输电线上损失的功率减小
B. 若减小降压变压器原线圈 的匝数，可能会使白炽灯正常发光
C. 若减小降压变压器副线圈 的匝数，可能会使自炽灯正常发光
D. 若减小升压变压器副线圈 的匝数，可能会使白炽灯正常发光
2. 供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的 倍，以下判断中正确的是
A. 输电电流为原来的 倍
B. 输电导线上损失的电压为原来的 倍
C. 输电导线上损失的电功率为原来的
D. 输电导线上损失的电功率为原来的
3. 远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器， 是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定。当 由 改接为 时，下列说法正确的是
A. 电压表读数增大 B. 电流表读数减小
C. 灯泡的实际功率减小 D. 输电线上损失的功率减小
4. 如图所示为远距离输电的原理图。发电厂输出的电压恒定，升压、降压变压器均为理想变压器。由于用户负载的变化会造成其得到的电压发生变化，供电部门要实时监控，监控电表为理想电表。若某次监测发现 表的示数减小，则下列判断正确的是
A. 电流表 的示数增大 B. 电流表 的示数减小
C. 电压表 的示数增大 D. 输电线上损失的功率减小
5. 如图所示为远距离输电的示意图， 为升压变压器，原、副线圈匝数分别为 、 ， 为降压变压器，原、副线圈匝数分别为 、 ，输电线的等效电阻为 。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是
A. 只增大 的原线圈匝数 ，可使 消耗的功率增大
B. 若 ，则电压表 和 的示数相等
C. 当用户总电阻减小时， 消耗的功率增大
D. 当用户总电阻减小时，电压表 和 的示数都变小
6. 如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压 一定，通过理想升压变压器 和理想降压变压器 向远处用户供电，输电线的总电阻为 。 的输入电压和输入功率分别为 （）和 ，它的输出电压和输出功率分别为 和 ； 的输入电压和输入功率分别为 和 ，它的输出电压和输出功率分别为 和 。下列说法正确的是
A. 当用户的用电器增多时， 减小， 变小
B. 当用户的用电器增多时， 变大， 减小
C. 输电线上损失的功率为
D. 要减小线路的功率损耗，应减小升压变压器的匝数比 ，同时应增大降压变压器的匝数比
7. 如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为 、 ，两端电压分别为 、 ，电流分别为 、 ，升压变压器与降压变压器之间输电线上的总电阻为 ，降压变压器原副线圈的匝数分别为 、 ，两端电压分别为 、 ，电流分别为 、 。变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是
A. 远距离输电线上的电流
B. 远距离输电线上损失的功率
C. 若用户端负载增加，那么用户端电压 变大
D. 无论用户端的负载如何增加，始终有
8. 如图所示为远距离输电示意图，电厂的发电机输出功率为 ，输出电压 ，升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，输电线电阻为 ，用户需要的电压 ，变压器均为理想变压器。则
A. 输电线上的输送电流为
B. 输电线上损失的电压为
C. 输电线上损失的电功率为
D. 降压变压器的原、副线圈的匝数比为
9. 某电站的小型发电机输出功率为 ，输出电压为 ，输电线总电阻为 。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的 ，须采用高压输电。设用户所需电压为 ，则下列判断正确的是
A. 升压变压器原、副线圈匝数比约为
B. 降压变压器原、副线圈匝数比约为
C. 输电线上的电压损失约为
D. 可供 盏“，”的白炽灯正常工作
二、双项选择题（共1小题；共4分）
10. 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，发电机的输出功率为 。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 ，电流表的示数为 ，输电线的总电阻为 ，则下列说法正确的是
A. 采用高压输电可以增大输电线中的电流
B. 升压变压器的输出电压
C. 用户获得的功率为
D. 将 下移，用户获得的电压将增大
三、解答题（共1小题；共13分）
11. 如图所示，某学校有一台应急备用发电设备，内阻不计。升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，降压变压器原、副线圈的匝数比为 ，输电线总电阻为 ，其他导线电阻可忽略不计。全校有 间教室，每间教室安装“”的电灯 盏，要求所有的电灯都正常发光，求：
（1）输电线上的电流大小。
（2）升压变压器的输入电压。
答案
第一部分
1. B
【解析】大功率电器开启后，用户增多，电流增大，则根据电流之比等于匝数的反比可知，输入电流增大；故A错误，根据 可知，输电线上损失的功率增大，故A错误；
由A分析可知输电线上的电流增大，则输电线上电压损失增大，降压变压器输入电压减小，若减小降压变压器原线圈 的匝数，根据 ，可得 ，则用户两端电压可恢复正常，从而白炽灯正常发光，故B正确；
由A分析可知输电线上的电流增大，则输电线上电压损失增大，降压变压器输入电压减小，根据 ，可得 ，若减小降压变压器原线圈 的匝数，又 不变， 减小则 减小，即灯更暗了，故C错误；
若减小升压变压器副线圈 的匝数，输电电压减小，且输电线上损失电压增大，所以降压变器时输入电压变小，输出电压也变小，灯变更暗，故D错误。
2. D
【解析】因为输送电功率不变，输电电压提高到原来的 倍，由 可知输电电流变为原来的 ，选项A错误；根据 可知，输电导线上损失的电压变为原来的 ，选项B错误；根据 可得，输电导线上损失的电功率变为原来的 ，选项C错误，D正确。
3. A
【解析】 由 改接到 后，升压变压器副线圈匝数增多，根据 知输出电压 升高，即输电电压增大，最终降压变压器的输出电压增大，故电压表的示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压增大，输出电流增大，由理想变压器的变流比公式可知降压变压器的输入电流增大，所以电流表的示数增大，选项B错误；灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率增大，选项C错误；由于输电电流增大，故输电线上损失的功率增大，选项D错误。
4. A
【解析】根据题意知，发电厂的输出电压恒定，设为 ，升压变压器的变压比不变，所以升压变压器的输出电压 不变，电压表 的示数不变，选项C错误；某次监测发现 表的示数减小，即降压变压器的输出电压 减小，由于降压变压器的变压比不变，可知降压变压器的输入电压 减小，又有 ，可知电流表 的示数增大，选项A正确；
电流表 的示数增大，根据 可知，电流表 的示数增大，选项B错误；
输电线上损失的功率为 ，可知输电线上损失的功率增大，选项D错误。
5. C
【解析】只增大 的原线圈匝数 ，则升压变压器的输出电压 减小，若把升压变压器 次级线圈后面的电路等效为一个电阻 与 串联，可知 和 上的电流均减小，故 消耗的功率减小，选项A错误；因为升压变压器的输出电压等于输电线上的电压损失与降压变压器的输入电压之和，即升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，若 ，升压变压器的输入电压与降压变压器的输出电压不相等，即电压表 和 的示数不相等，选项B错误；用户总电阻减小，则降压变压器的输出电流增大，可知输电线上的电流增大，根据 知，输电线上消耗的功率增大，选项C正确；当用户总电阻减小时，降压变压器的输出电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上的电压损失增大，升压变压器的输入电压和输出电压不变，则降压变压器的输入电压和输出电压减小，电压表 的示数不变， 的示数减小，选项D错误。
6. D
【解析】交流发电机的输出电压 一定，即升压变压器的输入电压 一定，匝数比不变，根据 ，知 不变，选项A错误；
当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，即降压变压器的输出功率增大，则 变大，选项B错误；
输电线上损失的功率 ，输电线上损失的电压 小于 ，选项C错误；
要减小线路的功率损耗，应增大输送电压，又知 一定，根据 ，可知应减小升压变压器的匝数比 ；， 增大， 减小，所以 增大，用户电压不变，即 不变，根据 知，应增大降压变压器的匝数比 ，选项D正确。
7. D
【解析】 是输电线的电阻， 是输电线的输送电压，输电线上的电流为 ，且 ，选项A错误；
输电线上损失的功率为 ，选项B错误；
发电厂的输出功率 和输出电压 不变，且 ，则 不变，输电电流 不变，则输电线上损耗的电压 不变，所以 不发生变化，因为 ，故 不变，选项C错误；
变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得无论用户端的负载如何变化，始终有 ，即 ，选项D正确。
8. C
【解析】根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，得 ，所以 ，发电机的输出功率为 ，所以有 ，输电线中电流为 ，选项A错误；输电线上的电压损失 ，选项B错误；输电线上损失的电功率为 ，选项C正确；，降压变压器原、副线圈的匝数比为 ，选项D错误。
9. D
【解析】通过升压变压器原线圈的电流为 ，输电线路上损失的功率为 ，得输电线上的电流为 ，升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项A错误；升压变压器的输出电压为 ，流过降压变压器原线圈的电流为 ，降压变压器原线圈两端的电压为 ，已知降压变压器的输出电压，即用户电压 ，所以降压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项B错误；输电线上的电压损失约为 ，选项C错误；设可供 盏白炽灯正常工作，则降压变压器的输出功率 ，对于理想变压器有 ，解得 ，所以取 ，选项D正确。
第二部分
10. B， C
【解析】发电机的输出功率恒定，根据 可知，采用高压输电可以减小输电线中的电流，选项A错误；电流互感器副线圈上的电流为 ，根据理想变压器的原、副线圈中的电流比与匝数比成反比，可得 ，所以升压变压器的输出电压 ，选项B正确；输电线上损失的功率为 ，用户获得的功率为 ，选项C正确；将 下移，降压变压器的原线圈匝数增大，故 增大，由 可知用户获得的电压减小，选项D错误。
第三部分
11. （1）
【解析】所有电灯正常发光时消耗的功率为 ，
由于灯正常发光，故降压变压器副线圈两端的电压 ，
所以降压变压器原线圈两端的电压为 ，
则输电线上的电流为 。
（2）
【解析】输电线上损失的电压为 ，
则升压变压器副线圈两端的电压为 ，
则升压变压器原线圈两端的电压为 。
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一、单项选择题（共9小题；共36分）
1. 如图为远距离输电示意图， 、 和， 、 分别是升、降压变压器的原、副线圈，已知发电机的输出电压一定。用电高峰时，某同学发现当他家的大功率电器开启后，家中的自炽灯变暗。下列说法正确的是
A. 该同学家开启大功率电器后，输电线上损失的功率减小
B. 若减小降压变压器原线圈 的匝数，可能会使白炽灯正常发光
C. 若减小降压变压器副线圈 的匝数，可能会使自炽灯正常发光
D. 若减小升压变压器副线圈 的匝数，可能会使白炽灯正常发光
2. 供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的 倍，以下判断中正确的是
A. 输电电流为原来的 倍
B. 输电导线上损失的电压为原来的 倍
C. 输电导线上损失的电功率为原来的
D. 输电导线上损失的电功率为原来的
3. 远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器， 是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定。当 由 改接为 时，下列说法正确的是
A. 电压表读数增大 B. 电流表读数减小
C. 灯泡的实际功率减小 D. 输电线上损失的功率减小
4. 如图所示为远距离输电的原理图。发电厂输出的电压恒定，升压、降压变压器均为理想变压器。由于用户负载的变化会造成其得到的电压发生变化，供电部门要实时监控，监控电表为理想电表。若某次监测发现 表的示数减小，则下列判断正确的是
A. 电流表 的示数增大 B. 电流表 的示数减小
C. 电压表 的示数增大 D. 输电线上损失的功率减小
5. 如图所示为远距离输电的示意图， 为升压变压器，原、副线圈匝数分别为 、 ， 为降压变压器，原、副线圈匝数分别为 、 ，输电线的等效电阻为 。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是
A. 只增大 的原线圈匝数 ，可使 消耗的功率增大
B. 若 ，则电压表 和 的示数相等
C. 当用户总电阻减小时， 消耗的功率增大
D. 当用户总电阻减小时，电压表 和 的示数都变小
6. 如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压 一定，通过理想升压变压器 和理想降压变压器 向远处用户供电，输电线的总电阻为 。 的输入电压和输入功率分别为 （）和 ，它的输出电压和输出功率分别为 和 ； 的输入电压和输入功率分别为 和 ，它的输出电压和输出功率分别为 和 。下列说法正确的是
A. 当用户的用电器增多时， 减小， 变小
B. 当用户的用电器增多时， 变大， 减小
C. 输电线上损失的功率为
D. 要减小线路的功率损耗，应减小升压变压器的匝数比 ，同时应增大降压变压器的匝数比
7. 如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为 、 ，两端电压分别为 、 ，电流分别为 、 ，升压变压器与降压变压器之间输电线上的总电阻为 ，降压变压器原副线圈的匝数分别为 、 ，两端电压分别为 、 ，电流分别为 、 。变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是
A. 远距离输电线上的电流
B. 远距离输电线上损失的功率
C. 若用户端负载增加，那么用户端电压 变大
D. 无论用户端的负载如何增加，始终有
8. 如图所示为远距离输电示意图，电厂的发电机输出功率为 ，输出电压 ，升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，输电线电阻为 ，用户需要的电压 ，变压器均为理想变压器。则
A. 输电线上的输送电流为
B. 输电线上损失的电压为
C. 输电线上损失的电功率为
D. 降压变压器的原、副线圈的匝数比为
9. 某电站的小型发电机输出功率为 ，输出电压为 ，输电线总电阻为 。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的 ，须采用高压输电。设用户所需电压为 ，则下列判断正确的是
A. 升压变压器原、副线圈匝数比约为
B. 降压变压器原、副线圈匝数比约为
C. 输电线上的电压损失约为
D. 可供 盏“，”的白炽灯正常工作
二、双项选择题（共1小题；共4分）
10. 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，发电机的输出功率为 。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 ，电流表的示数为 ，输电线的总电阻为 ，则下列说法正确的是
A. 采用高压输电可以增大输电线中的电流
B. 升压变压器的输出电压
C. 用户获得的功率为
D. 将 下移，用户获得的电压将增大
三、解答题（共1小题；共13分）
11. 如图所示，某学校有一台应急备用发电设备，内阻不计。升压变压器原、副线圈的匝数比为 ，降压变压器原、副线圈的匝数比为 ，输电线总电阻为 ，其他导线电阻可忽略不计。全校有 间教室，每间教室安装“”的电灯 盏，要求所有的电灯都正常发光，求：
（1）输电线上的电流大小。
（2）升压变压器的输入电压。
答案
第一部分
1. B
【解析】大功率电器开启后，用户增多，电流增大，则根据电流之比等于匝数的反比可知，输入电流增大；故A错误，根据 可知，输电线上损失的功率增大，故A错误；
由A分析可知输电线上的电流增大，则输电线上电压损失增大，降压变压器输入电压减小，若减小降压变压器原线圈 的匝数，根据 ，可得 ，则用户两端电压可恢复正常，从而白炽灯正常发光，故B正确；
由A分析可知输电线上的电流增大，则输电线上电压损失增大，降压变压器输入电压减小，根据 ，可得 ，若减小降压变压器原线圈 的匝数，又 不变， 减小则 减小，即灯更暗了，故C错误；
若减小升压变压器副线圈 的匝数，输电电压减小，且输电线上损失电压增大，所以降压变器时输入电压变小，输出电压也变小，灯变更暗，故D错误。
2. D
【解析】因为输送电功率不变，输电电压提高到原来的 倍，由 可知输电电流变为原来的 ，选项A错误；根据 可知，输电导线上损失的电压变为原来的 ，选项B错误；根据 可得，输电导线上损失的电功率变为原来的 ，选项C错误，D正确。
3. A
【解析】 由 改接到 后，升压变压器副线圈匝数增多，根据 知输出电压 升高，即输电电压增大，最终降压变压器的输出电压增大，故电压表的示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压增大，输出电流增大，由理想变压器的变流比公式可知降压变压器的输入电流增大，所以电流表的示数增大，选项B错误；灯泡两端的电压增大，所以灯泡的实际功率增大，选项C错误；由于输电电流增大，故输电线上损失的功率增大，选项D错误。
4. A
【解析】根据题意知，发电厂的输出电压恒定，设为 ，升压变压器的变压比不变，所以升压变压器的输出电压 不变，电压表 的示数不变，选项C错误；某次监测发现 表的示数减小，即降压变压器的输出电压 减小，由于降压变压器的变压比不变，可知降压变压器的输入电压 减小，又有 ，可知电流表 的示数增大，选项A正确；
电流表 的示数增大，根据 可知，电流表 的示数增大，选项B错误；
输电线上损失的功率为 ，可知输电线上损失的功率增大，选项D错误。
5. C
【解析】只增大 的原线圈匝数 ，则升压变压器的输出电压 减小，若把升压变压器 次级线圈后面的电路等效为一个电阻 与 串联，可知 和 上的电流均减小，故 消耗的功率减小，选项A错误；因为升压变压器的输出电压等于输电线上的电压损失与降压变压器的输入电压之和，即升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，若 ，升压变压器的输入电压与降压变压器的输出电压不相等，即电压表 和 的示数不相等，选项B错误；用户总电阻减小，则降压变压器的输出电流增大，可知输电线上的电流增大，根据 知，输电线上消耗的功率增大，选项C正确；当用户总电阻减小时，降压变压器的输出电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上的电压损失增大，升压变压器的输入电压和输出电压不变，则降压变压器的输入电压和输出电压减小，电压表 的示数不变， 的示数减小，选项D错误。
6. D
【解析】交流发电机的输出电压 一定，即升压变压器的输入电压 一定，匝数比不变，根据 ，知 不变，选项A错误；
当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，即降压变压器的输出功率增大，则 变大，选项B错误；
输电线上损失的功率 ，输电线上损失的电压 小于 ，选项C错误；
要减小线路的功率损耗，应增大输送电压，又知 一定，根据 ，可知应减小升压变压器的匝数比 ；， 增大， 减小，所以 增大，用户电压不变，即 不变，根据 知，应增大降压变压器的匝数比 ，选项D正确。
7. D
【解析】 是输电线的电阻， 是输电线的输送电压，输电线上的电流为 ，且 ，选项A错误；
输电线上损失的功率为 ，选项B错误；
发电厂的输出功率 和输出电压 不变，且 ，则 不变，输电电流 不变，则输电线上损耗的电压 不变，所以 不发生变化，因为 ，故 不变，选项C错误；
变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得无论用户端的负载如何变化，始终有 ，即 ，选项D正确。
8. C
【解析】根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，得 ，所以 ，发电机的输出功率为 ，所以有 ，输电线中电流为 ，选项A错误；输电线上的电压损失 ，选项B错误；输电线上损失的电功率为 ，选项C正确；，降压变压器原、副线圈的匝数比为 ，选项D错误。
9. D
【解析】通过升压变压器原线圈的电流为 ，输电线路上损失的功率为 ，得输电线上的电流为 ，升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项A错误；升压变压器的输出电压为 ，流过降压变压器原线圈的电流为 ，降压变压器原线圈两端的电压为 ，已知降压变压器的输出电压，即用户电压 ，所以降压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 ，选项B错误；输电线上的电压损失约为 ，选项C错误；设可供 盏白炽灯正常工作，则降压变压器的输出功率 ，对于理想变压器有 ，解得 ，所以取 ，选项D正确。
第二部分
10. B， C
【解析】发电机的输出功率恒定，根据 可知，采用高压输电可以减小输电线中的电流，选项A错误；电流互感器副线圈上的电流为 ，根据理想变压器的原、副线圈中的电流比与匝数比成反比，可得 ，所以升压变压器的输出电压 ，选项B正确；输电线上损失的功率为 ，用户获得的功率为 ，选项C正确；将 下移，降压变压器的原线圈匝数增大，故 增大，由 可知用户获得的电压减小，选项D错误。
第三部分
11. （1）
【解析】所有电灯正常发光时消耗的功率为 ，
由于灯正常发光，故降压变压器副线圈两端的电压 ，
所以降压变压器原线圈两端的电压为 ，
则输电线上的电流为 。
（2）
【解析】输电线上损失的电压为 ，
则升压变压器副线圈两端的电压为 ，
则升压变压器原线圈两端的电压为 。
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