3.4电能的输送（word版含答案）

3.4电能的输送——2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．某远距离输电线路可简化为如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，输电线总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，变压器为理想变压器。现进行输电线路改造，改造后输电线电阻R变小，发电厂电压、升压变压器匝数比、用户电压以及发电厂总功率保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．改造后输电电压减小 B．改造后降压变压器原线圈两端电压减小
C．改造后降压变压器的匝数比减小 D．改造后降压变压器输出功率变大
2．某输电线路简化如图，交流发电机的线圈电阻忽略不计，输出电压u=Umsinωt，输电线的等效总电阻为r=5Ω，纯电阻用电器R1和R2的额定电压均为220V、阻值均为10Ω，其余电阻不计。两理想变压器T1、T2的原副线圈匝数分别为n1=350匝、n2=n3=3500匝，n4可调。S断开，调节n4=350匝时，用电器R1正常工作，此时输电线上损耗的功率为P1；闭合S，调节变压器T2的副线圈，当其匝数为N时，用电器R1又能正常工作，此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为P2。则（　　）
A．Um=220V B．U3=2200V C．N<350匝 D．P2>4P1
3．将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，采用特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。设某电厂经升压后输电电压为U，输电电流为I，输电线的电阻为r不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上损耗的功率为UI B．输电线上损耗的功率为
C．输电线上损失的电压为U D．输电线上损失的电压为Ir
4．“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:2，输电线路的总电阻r=25Ω，其余导线电阻不计，L1、L2是电阻恒为44Ω、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器T1的原线圈两端所加电压μ=100（V），当开关S1闭合S2断开时，灯泡L1正常发光，则（　　）
A．灯泡的额定功率为1000W
B．输电线路损失的电功率为100W
C．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为2：5
D．若开关S1和S2都闭合时，则灯L1和L2均正常发光
6．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000 kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为（　　）
A． B． C．2P D．4P
7．如图所示为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（　　）
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
8．如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为△U、△I，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
D．输电线路上损耗的功率为
二、多选题
9．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压稳定，发电厂通过升压变压器、降压变压器将电能通过输电线输送到远处的用户，变压器均为理想变压器。某同学发现在用电高峰时期白炽灯变暗，发电站输出的总功率增加，则用电高峰与正常情况比较（　　）
A．变大 B．变小 C．变大 D．变小
10．如图所示为远距离高压输电示意图，图中升压变压器的原、副线圈匝数为n1、n2，原线圈接发电站的电压为U1，电功率为P，升压变压器副线圈两端的电压为U2，输电导线的总电阻为r，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流大小I= B．输电线上损失的电压U损=
C．输电线上损失的功率P损= D．用户得到的功率P用=P-
11．如图为远距离输电示意图，升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=1∶5，每根输电线的电阻r=1Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，“用电设备”两端的电压为U4=220V，消耗的电功率为11kW，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　）
A．T1的原线圈两端电压为442V B．T1的原线圈两端电压为441V
C．输电线上损失的电功率为50W D．输电线上损失的电功率为25W
12．如图所示为某水电站的输电原理图。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，则（　　）
A．n1n2 C．n3>n4 D．n3三、填空题
13．日常生活中的照明用电是______（填“直流”或“交流”），给手机电池（电压约3.6V）充电，则充电器中的变压器是______（填“升压”或“降压”）变压器。
14．一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线上总电阻为0.5Ω。如果先用200V电压输送，输电线上损失的电功率为____________。后改用2×103V电压输送，则输送电压提高后，输电线上损失的电功率为____________。
四、解答题
15．2020年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破了，如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工复产期间停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如图，发电机内阻为1，升压变压器匝数比为1：10，降压变压器匝数比9：1，输电线总电阻R=5。工厂共36个车间，每个车间有“220V，22W”灯10盏，若保证全部电灯正常发光，则：
（1）发电机输出功率多大？
（2）发电机电动势多大？
（3）输电的效率是多少？
16．如图为远距离输电过程的示意图。已知某个小型发电机的输出功率为90kW，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5Ω，在用户端用一降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制为2kW（即用户得到的功率为88kW），求：
（1）降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流。
（2）输电线上损失的电压和升压变压器输出的电压。
17．一个小型水力发电站（如图所示），发电机输出电压U0=252V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm=30 kW，它通过总电阻R线=2.0 Ω的输电线直接向远处的居民区供电。设居民区所有用电器都是额定电压U用=220 V的白炽灯，额定总功率为P用=22 kW，不计灯丝电阻随温度的变化。
（1）当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的实际电压是多少伏 发电机实际输出的电功率多大
（2）若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗。已知用户变压器的降压比为40∶1，当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大
18．某发电站通过烧煤发电。发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是，输出电压是，升压变压器原、副线圈的匝数之比为，输电线的总电阻为，用户需要的电压为。求：
（1）输电线上损失的电功率；
（2）降压变压器原、副线钱的匝数比。
试卷第1页，共3页
试卷第9页，共1页
参考答案：
1．D
2．D
3．D
4．A
5．B
6．A
7．D
8．B
9．BC
10．AC
11．AC
12．AC
13． 交流 降压
14． 5000W 50W
15．（1）8000W；（2）240V；（3）99%
16．（1）400A， 20A；（2）100V， 4500V
17．（1）132 V，15.12 kW；（2）12.5 W
18．（1）2kW；（2）