3.4电能的远距离输送课后练习（word版含答案）

3.4电能的远距离输送
一、选择题（共15题）
1．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　　）
A．电动机的机械效率为60%
B．电流表的示数为10A
C．输电线路损失的电功率为200W
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5
2．由发电站向远方工厂输电在输出功率相同的情况下，下述哪个方法可减小输电线路中电能损失（　　）
A．采用电阻率较大的导线 B．减小输电导线的横截面积
C．增大输电电流 D．增大输电电压
3．远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流变大
B．升压变压器的输出电压升高
C．降压变压器的输出电压降低
D．输电线上损失的功率增大
4．如图所示，甲为某高压输电铁塔的五根电线，乙为其中一根电线的截面，下列说法正确是（　　）
A．铁塔上的五根电线都是用来输电的
B．夏天电线上的拉力要比冬天大一些
C．每根电线由多股细导线组成，是为了增加导线的电阻
D．在输送功率一定时，输电线上损失的功率跟输送电压的平方反比
5．为有效解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势，渝西、渝北电网主网架由220kV升级到500kV超高压，有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时，首先要把电厂发电机组产生的500V电压通过升压变压器升高到500kV，以40万kW的功率远距离送往变电站，不同的输送电压相应的线损率（输电线上损耗的功率与总功率的比值）如表所示，则升级后（　　）
电压等级（KV） 线损率（%）
220 3
500 1
A．送往变电站远距离输电线的电流为8000A
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为1：100
C．材料相同的情况下输电导线粗细对线损耗无影响
D．送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了8000kW
6．如图所示，为了减少输电线路中的电能损耗，电厂发出的交流电经变电站升为的高压后再远距离输电，经过匝数比为的理想变压器将电压降压后供用户使用，若输电线的电阻为，下列说法正确的是（　　）
A．若将输电电压提高一倍，则线路上损失的电功率也减少一半
B．若将输电线的电阻减为一半，则线路上损失的电功率也减少为原来的
C．降压变压器输出电压的频率为
D．用户得到的电压小于
7．如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6% ,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是( )
A．升压变压器的匝数比为1:100
B．输电线上的电流为100A
C．输电线上损失的功率为300W
D．降压变压器的输入电压为4700V
8．如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比为k1.降压变压器T′的原、副线圈匝数比为k2.原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，用户电阻为R(纯电阻)，若用户消耗功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率Pr和用户获得的电压U分别为(　　)
A．Pr＝P　U＝
B．Pr＝P　U＝
C．Pr＝P　U＝
D．Pr＝P　U＝
9．如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器的原、副线圈匝数比为，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中为一定值电阻，用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表显示加在报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为．下列说法中正确的有（ ）
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为
B．远距离输电线路损耗功率为
C．当传感器所在处出现火警时，电压表的示数变大
D．当传感器所在处出现火警时，输电线上的电流变大
10．如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变电器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，端电压分别为U1、U2，电流分别I1、I2，升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻R，变压器均为理想变压器，若保持发电机的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是（　　）
A．用户端的负载增加（并联用电器增多）时，I2增大，I1增大
B．无论用户端的负载如何变化，始终有I1U1=I2U2
C．远距离输电线上的电流I2=
D．若用户端要得到U1大小的电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为n2：n1
11．如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3,，输入电压为U3．A、B均为理想变压器，,输电电流为I，输电线的总电阻为r，则下列关系正确的是
A．U2= U3 B．U2= U3+Ir
C．P1>P2 D．P2=P3
12．下图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是（　　）
A．只增大T1的原线圈匝数n1，可减小R消耗的功率
B．若，则电压表V1和V2的示数相等
C．当用户总电阻减小时，R消耗的功率增大
D．当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小
13．远距离输电时，导线上电能的损失主要是由电流的热效应引起的。要减少电能输送时的损失可采取下列哪些途径（　　）
A．减小输电线的电阻 B．减小输送的电流
C．减小输送的电压 D．增大输送的电压
14．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时
A．交流电压表只有V2的示数变小 B．交流电压表V1和V2的示数都变小
C．交流电流表只有A1、A2的示数变大 D．交流电流表A1、A2和A3的示数都变大
15．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW。下列说法中正确的有（　　）
A．用户端交流电的频率为50 Hz
B．用户端电压为250 V
C．输电线中的电流为30 A
D．输电线路损耗功率为180 kW
二、填空题
16．发电机输出功率为100kＷ，输出电压为250V，用户需要的电压为220V，输电线的电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，求在输电线路中设置的升压变压器原、副线圈的匝数比 =_______和降压变压器原、副线圈的匝数比 =________．
17．我们采用高压输电的原因是为了降低___________。升压变压器的原线圈的匝数比副线圈的线圈匝数__________（填“多”或“少”）。
18．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，则输电线上由电阻造成的电压损耗是原来的________，输电线上的电功率损耗是原来的________。
19．我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一．据报道，云南大朝山在2005年可建成100万千瓦的水力发电站．设电站输出电压为25万伏，则输电线上的电流是___________A．如输电线总电阻为40 Ω，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为_________ kW．如将输出电压升高到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为________kW．根据以上数据得出你认为合理的输电方法是________________．
三、综合题
20．一台发电机最大输出功率为4000kW,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，使额定电压为220V的用电器正常工作．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，T1和T2为理想变压器，发电机处于满负荷工作状态，试求：
(1) 输电线上的功率损失和电压损失．
(2) T1和T2 原、副线圈匝数比各为多少？
21．如图所示，某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，若输电线上损失的功率为5kW，不计变压器的损耗。求：
(1)输电导线上输送的电流；
(2)升压变压器的输出电压U2；
(3)降压变压器的匝数比；
(4)若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率是多大？
22．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是所建的风车阵。如果风车阵中发电机总输出功率为100kW，输出电压是250V，先后经过升压变压器和降压变压器传输到用户，设输电线的总电阻为。若要求输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)输电线上的电压损失为多少？
(2)输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比为多少？
(3)用户得到的电能使多少盏“220V，40W”的灯泡正常发光？
23．如图10 2 30所示为泰安某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1 Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有“220 V40 W”的白炽灯6盏）供电．如果输电线的总电阻R是4 Ω，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1∶4和4∶1，那么：
（1）发电机的输出功率应是多大？
（2）发电机的电动势是多大？
（3）输电效率是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A.电动机的输入功率为，两端电压为，则通过电动机的电流
则电动机内部消耗的功率
则电动机输出功率
则电动机的机械效率
A错误；
BC.根据变流比可知，降压变压器输入电流
根据变压比可知，降压变压器输入电压
根据欧姆定律可知，输电线分压
△
输电线消耗功率
△△
则升压变压器输出电压
△
升压变压器的输出功率
△
则升压变压器输入功率
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，则升压变压器的输入电流
电流表的示数为11A，BC错误；
D.根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比
D正确。
故选D。
2．D
【详解】
根据P＝UI得，I＝，则输电线上损耗的功率
知通过减小输电电流或增大输电电压，减小输电电阻可以减小电能的损失。采用电阻率较大的导线、减小输电导线的横截面积，会增大电阻，增大电能的损失。故D正确，A、B、C错误。
故选D。
3．B
【详解】
A、用户用电的总功率增大，用户电流增大，输电电流增大，升压变压器原线圈电流增大，故选项A正确；
B、发电机输出电压不变，升压变压器原副线圈电压不变，输电电流增大，输电损失电压增大，降压变压器输入电压减小，输出电压降低，故选项B错误，C正确；
D、输电电流增大，输电导线电阻不变，由可知输电损失功率变大，故选项D正确；
本题选择错误的，故选B．
4．D
【详解】
A．高压输电铁塔最上面的导线一般是金属避雷线，用来引导雷电，防止雷电直接击中导线。A错误。
B．夏天电线上的拉力要比冬天小一些，根据热胀冷缩可知，夏天电线长，最低点两端电线与竖直夹角变小，根据 可知，拉力变小，故B错误；
C．每根电线由多股细导线组成，是为了增加导线的横截面积，减小导线的电阻，故C错误；
D．在输送功率一定时，电流 ，输电线上损失的功率
输电线上损失的功率跟输送电压的平方反比，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．送往变电站远距离输电线的电流为
A错误；
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为
B错误；
C．材料相同的情况下输电导线粗细会影响输电导线的电阻，电阻不同会对线损耗有影响，C错误；
D．升级后线损率减小了2%，则有
D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．设输送电功率为P，则线路上损失的电功率为
将输电电压提高一倍，则线路上损失的电功率也减少为原来的，将输电线的电阻减为一半，则线路上损失的电功率也减少为原来的一半。AB错误；
C．输送电压的频率为
变压器不改变频率，C错误；
D．因为输送线路电阻，所以降压变压器的输入电压小于，根据变压器的变压规律，用户得到的电压小于。D正确。
故选D。
7．C
【详解】
ABC、输电线上的损失功率为，由可得：输电线上电流I＝10 A，升压变压器副线圈电压为，升压变压器的匝数比为，故AB错误，C正确；
D、输电线损失电压为，降压变压器的输入电压为，故D错误．
8．B
【详解】
用户流过的电流为，故在输电线路上的电流为，故损失的电功率为；升压变压器两端电压的有效值为
输电线路上损失的电压为ΔU＝I3·2r，升压变压器副线圈两端的电压为U2＝
故降压变压器原线圈的电压为U3＝U2－ΔU，用户获得的电压U＝
联立解得
9．D
【详解】
由图乙知交流电周期为，则频率为，故A错误；升压变压器输入端的有效值为，则，升压变压器的输入功率为，则远距离输电线路上的电流为，所以损失的功率为，故B项错误；当传感器所在处出现火警时，温度升高，阻值变小．原副线圈匝数比不变，电压不变．所以副线圈电流变大，电阻的分压变大，上的分压变小，即电压示数变小，故C选项错误；由C项的分析可知，当传感器所在处出现火警时，副线圈的电流变大，因为电流与匝数成反比，副线圈电流变大，原线圈电流也变大，故D项正确；故选D．
10．B
【详解】
A、由于发电机的输出功率和输出电压不变，I2不变，I1不变，故A错误；
B、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I1U1=I2U2，故B正确；
C、根据P=UI可得，输电线上的电流为：，故C错误；
D、因为输电线上由损失电压，U2＞U3，又，若用户端要得到U1大小的电压，则应，故D错误；
故选B．
11．B
【详解】
AB．由于输电线有电阻，输电线上有电压降，所以
选项A错误B正确．
C．对于理想变压器，P1 =P2，选项C错误；
D．由于输电线上发热，消耗电能，所以P2>P3，选项D错误．
故选B。
12．C
【详解】
A．根据 ，只增大T1的原线圈匝数n1，则升压变压器的输出电压减小，根据P=U2I2知，输电线上的电流增大，则输电线上消耗的功率增大， A错误；
B．若，两个变压器都是升压变压器，则电压表V1一定小于V2的示数，B错误；
C．用户总电阻减小，则电流增大，可知输电线上的电流增大，根据P损=I2R知，输电线上消耗的功率增大，C正确；
D．电压表V1 的示数等于发电机的输出电压，当用户总电阻减小时，电压表V1的示数不变， D错误。
故选C。
13．ABD
【详解】
A．根据P损=I2R知，减小输电线的电阻是减小电能损失的一种途径，故A正确；
BCD．根据P=UI，输电电压越高，输电电流越小，再根据P损=I2R知，损耗的功率越小。高压输电是通过增大输送的电压，进而减小输电线的电流来减少损耗的功率的，故BD正确，C错误。
故选ABD。
14．AC
【详解】
试题分析：当开关S闭合时，整个电路电阻变小，电压表V1的示数不变，A2的示数变大，输电线ab和cd的电压增大，所以V2的示数变小，A3的示数变小．由于输出功率增大，所以输入功率增大，A1的示数增大．故选项AC正确．BD错误；故选AC．
15．AC
【详解】
A．由图乙知交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz，所以A正确；
C．升压变压器原线圈电压U1=250V，根据变压规律得副线圈电压U2=25000V，又输入功率为750kW，输电线中电流，故C正确；
B．输电线上损耗电压U=IR=3000V，降压变压器原线圈电压
U3=U2-U=22000V
根据变压规律可得用户端电压U4=220V，故B错误；
D．输电线损耗的功率，故D错误。
故选AC。
16． 1∶20 240∶11
【详解】
输电线消耗的功率 又因为,解得输电线电流，升压变压器原线圈的电流：，所以，所以升压变压器副线圈电压：，降压变压器原线圈电压 所以降压变压器
17． 输电线上的电损 少
【详解】
我们采用高压输电的原因是为了降低输电线上的电损。
根据
可知升压变压器的原线圈的匝数比副线圈的线圈匝数少。
18．
【详解】
由知，当输送的功率P一定，电压升高为原来的n倍时，输电电流
又，所以输电线上的功率损失
输电线上的电压损失
19． ．4×103 ； 6．4×105 ； 4×104 ； 提高输电电压
【详解】
试题分析：根据P=UI得，输电线上的电流，则输电线上损耗的功率P损＝I2R＝16×106×40W＝6．4×108W=6．4×105kW．
输出电压升高到100万伏，输送的电流．则输电线上损耗的功率P损′＝I′2R＝106×40W＝4×107W=4×104kW．
所以为了减小功率的损失，采用高压输电
20．(1)400kw；V；(2) ；；
【详解】
试题分析：(1)输电线上的功率损失P损为：P损=10%P=10%×4000kw=400kw
由P损=
联立解得=20A
设输电线上电压损失为：V
(2) 变压器T1的副线圈的电压
由理想变压器的变压比与匝数成正比，
则T1原、副线圈匝数比各为
变压器T2的原线圈两端的电压
则T2原、副线圈匝数比各为
21．（1）25A；（2）4000V；（3）190∶11；（4）800W
【详解】
（1）由P=IR2知输电线上的电流
（2）升压变压器的输出电压
（3）降压变压器的输入电压
U3=U2－IR=(4000－25×8)V=3800V
降压变压器的匝数比
（4）改为10kv电压后输电线上的电流
输电线上损失的功率为
△P=I′2R=102×8W=800W
22．(1)200V；(2)1:20；(3)2400盏
【详解】
(1)损失的功率为
解得
损失的电压为
(2)升压变压器副线圈的电压为
升压变压器的匝数之比为
(3)用户得到的功率
灯泡正常发光的个数为
23．（1）5424W；（2）250V；（3）97.3%
【详解】
（1）全校教室白炽灯消耗的功率
P用＝22×40×6 W＝5 280 W．
设输电线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3，
而U4＝220 V，
则U3＝4×220 V＝880 V，
线路损失功率P损＝IR线＝36×4 W＝144 W，
所以P出＝P用＋P损＝5 424 W．
（2）U损＝I线R线＝6×4 V＝24 V，
U送＝U2＝U损＋U3＝904 V，
由得：
升压变压器原线圈电流
发电机的电动势E＝I1r＋U1＝24×1 V＋226 V＝250 V．
（3）
答案第1页，共2页