3.4电能的输送练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的输送练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-29 00:15:28 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 3.4 电能的输送
一、单选题
1．某发电站向远方供电，将的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为；输送线路的终端获得的电功率为。若要将此输送线路的效率提升为98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比为（ ）
A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10
2．目前我国远距离输电已经采用的超高压和的特高压。假设甲、乙两地原来采用的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上输送的电流大小减小
B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压增大
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率增大
D．用户得到的电功率减小
3．相比于4G网络技术，供电问题是困扰5G网络技术发展的难题之一，一个100kV变电站给某4G基站供电，线路电阻为90Ω，现要将该基站改造为5G基站；如图所示。5G基站功耗为4kW，要求线路损耗为总功耗的20%，在只更换变压器（均为理想变压器）的前提下，高压变压器的原、副线圈匝数比应变为（ ）
（ ）
A．100∶3 B．200∶3 C．250∶3 D．400∶3
4．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
5．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
6．如图所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其原、副线圈的匝数比分别为1：n和n：1（n为大于1的整数），发电站的输出电压及长距离输电线的电阻均为定值，其他导线的电阻忽略不计．已知发电站的输出电压为U1、电流为I1，用户得到的电压为U2，电流为I2，则下列判断正确的是（ ）
A．
B．U1＝U2
C．用户越多，U2越大
D．用户越多，I2越大
7．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略。则（ ）
A．交流发电机产生电动势的最大值为300V
B．输电线路上损耗的电压为20V
C．输电线路上损耗的电功率为
D．若升压变压器原、副线圈匝数比为，升压变压器原线圈两端的电压为
8．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，两种情况下输送的电功率都是P。若输电线路的总电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A．根据公式升压变压器原线圈通过的电流降为原来的
B．根据公式：提高电压后，输电线上的电流增为原来的20倍
C．根据公式P=I2R：提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
D．根据公式P1=P2：提高电压后，输电线上的功率损耗不变
9．特高压电网是指1000kV及以上交流电网或800kV及以上直流电网。我国特高压输电技术实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。2011年12月16日，世界首条商业运营的特高压交流输电工程（1000kV晋东南——南阳——荆门特高压交流试验示范工程）在中国正式投产，到现在已经安全运行近十年。下列说法中正确的是（ ）
A．大小不随时间变化的电流称为直流
B．所有交流电的峰值都是其对应有效值的倍
C．理想变压器输出的功率大于输入功率
D．远距离输电采用特高压的主要目的是降低输电线路中的损耗
10．远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压输电时，线路损耗的电功率为；采用高压输电时，线路损耗的电功率为。若，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示为从发电厂到用户的远距离输电示意图，两变压器均视为理想变压器。升压变压器的原、副线圈匝数分别为和，，降压变压器的原副线圈匝数分别为和，且。发电厂输出按正弦规律变化的交流电（输出电压最大值一定），输电线总电阻为，用户总电阻为，下列判断正确的是（ ）
A．升压变压器的输入电压和用户得到的电压相等
B．发电厂的输出功率不随用户电阻的变化而变化
C．如果值变大，其他参数不变，用户得到的电压增大
D．如果用户电阻增大，输电线上损失的功率可能增大
12．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、填空题
13．远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为△P，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为_________。
14．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则输电线上的电流______ ，输电线上损失的功率______ ．
15．采用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___________
16．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为_____．
17．某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______．
三、解答题
18．某发电厂的发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω。已知输电线上损失的功率为输送功率的5%，用户得到的电压是220V。输电线路的示意图，求出所用的变压器的原、副线圈的匝数之比。
19．一台 的发电机发出的电，如果采用的超高压输电，假如两条输电线每千米的电阻是，那么电流在的距离上将损耗多少热功率？输电距离为时，输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率的百分之几？
20．随着5G网络建设热潮的开启，中国5G基站的数量快速增长，实现5G网络覆盖的城市也越来越多。目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视作理想变压器）。
（1）求输电回路的电流；
（2）高压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3）
21．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率ΔP；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
22．有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是，端电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，两变压器之间输电导线的总电阻，降压变压器输出电压，两变压器均可视为理想变压器，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
直接输送时
得
经过变压器升压后输送
得
则
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
A．根据公式
且P不变，可知输电电流
当输电电压增大时，输电电流减小，A正确；
B．不变，当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小，B错误；
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率
当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，C错误；
D．P不变，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，用户得到的电功率增大，D错误；
故选A。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
变电站输出功率
流经线路电阻的电流为
变电站输出电流
则匝数比为
故选B。
4．A
【解析】
【分析】
【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。
5．B
【解析】
【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。
6．D
【解析】
【详解】
A、设输电线中的电流为I，则，可知I1＝I2．故A错误．
B、因为输电线上有电压损失，所以升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压不等，根据变压器电压之比等于匝数之比知，U1≠U2．故B错误．
CD、用户越多，用户端的总电阻越小，电流I2越大，则输电线上的电流越大，升压变压器原线圈的电流越大，输电线上的电压损失越大，降压变压器的输入电压变小，则输出电压U2越小．故C错误，D正确．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为：
故A错误；
BC．设降压变压器原、副线圈的电流分别为I3、I4，电动机恰能正常工作，有：
根据理想变压器的变流比可知：，得 I3=4A，所以输电线路上损耗的电压为
输电线路上损耗的电功率为：
故B错误C正确；
D．根据得；U3=2200V，升压变压器副线圈两端电压：
U2=U3+I3R=2240V
又，可得：
U1=280V
故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据
知输送功率不变，输送电压变为原来的20倍，则输电电流降为原来的，升压变压器原线圈通过的电流不变，故AB错误；
CD．根据
得，电流降为原来的，则输电线上损耗的功率减为原来的，故C正确，D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．方向不随时间变化的电流称为直流，大小不随时间变化但方向随时间发生变化的电流是交流，A错误；
B．正弦式交流电的峰值是有效值的倍，并不是所有交流电的峰值都是有效值的倍，B错误；
C．理想变压器没有能量损失，输出的功率等于输入功率，C错误；
D．远距离输电采用特高压，可以减小输电电流，从而降低输电线路中的损耗，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据
、
可知，在输送的电功率一定的情况下，输电线上损耗的功率
又根据功率的比值可知
故选A。
11．C
【解析】
【详解】
A．发电厂输出电压最大值一定，则升压变压器的输入电压有效值，不变，根据
可知
根据串联电路特点可知降压变压器输入电压
根据
可知
选项A错误；
BD．若用户电阻增大，会使得线路中电流均减小，发电厂输出功率
减小，输电线上损失的功率
可知输电线上的损失功率减小，选项BD错误；
C．输电线所在电路有
又
和
结合
可得
由此可知若增大，其他参数不变，用户得到的电压增大，选项C正确。
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则根据理想变压器特点
U1I1=U2I2
U1：U2=n1：n2
得
，
对原线圈电路有
由上式可得
故A错误，B正确；
C．由，结合，联立可得
故C错误；
D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为
故D错误。
故选B。
13．4U
【解析】
【分析】
【详解】
由P=UI得，则输电线上损失的功率
得输电电压
若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为4U。
14．
【解析】
【详解】
输电线上损失的电流，输电线上损失的功率．
点睛：解决本题的关键知道输送功率、电压、电流的关系，知道输电线上损失的功率．
15．
【解析】
【分析】
【详解】
输电功率
U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率
R为输电线路的电阻，即
当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压U变为原来的2倍即。
16．
【解析】
【详解】
加在原线圈上的电压为：，根据电压比与匝数比关系有：，所以有：，输电线上的电流为：，输电线上损失的功率为：，联立解得：．
【点睛】理想变压器输入功率和输出功率相等，通过原线圈的电压和匝数比求出副线圈的电压，再根据P=UI求出输电线上的电流，从而求出输电线上损失的功率．
17． 4900 133：11
【解析】
【详解】
[1]．输送的总功率为9.8×104W，将电压升高到2800V再输出，故传输电流为：
故功率损耗为：
△P=I2R=352×4=4900W
[2]．导线上电压损耗为：
△U=IR=35×4=140V
故降压变压器的输入电压为：
U3=U-△U=2800-140=2660V
故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为：
18．；
【解析】
【分析】
【详解】
输电线损失的功率为
解得，输电线电流为
升压变压器的输出功率为
解得，升压变压器的输出电压为
升压变压器的原、副线圈的匝数之比为
输电线上损失的电压为
降压变压器的输入电压为
降压变压器的原、副线圈的匝数之比为
所用的变压器的原、副线圈的匝数之比分别为
19．31250W；2.5%
【解析】
【分析】
【详解】
输电电流为
的距离上的电阻r=0.5Ω，则损耗的热功率
同理，输电距离为时，输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率
20．（1）5A；（2）；（3）8×106kW·h
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题意可知，总功率为
kW=5kW
线路损耗功率为
=1kW
由
解得I=5A。
(2)高压变压器副线圈的电压为
=1000V
由
解得
(3)需要的基站个数
每个基站一天耗电量
E0=P总t=5kW×24h=120kW·h
总耗电
E=N·E0=8×106kW·h
21．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
，
所以输电线路上损耗的电功率
计算可得
，，
（2）电动势的最大值
可得
，，，
升压变压器的原线圈输入功率
电机线圈内阻上消耗的热功率
得
，，
所以
22．（1）2000V；（2）199：22；（3）
【解析】
【详解】
（1）由题意可知升压变压器原线圈两端电压为U1=400V，设升压变变压器的输出电压为U2，则根据理想变压器原、副线圈电压关系有
代入数据解得U2=2000V。
（2）升压变压器原线圈的电流为
设升压变压器副线圈的电流（即两变压器之间输电导线中的电流）为I2，根据理想变压器原、副线圈电流关系有
代入数据解得I2=10A
设降压变压器的输入电压为U3，则根据闭合电路欧姆定律有
U3= U2-I2R=1990V
故降压变压器的原、副线圈的匝数比为
n3∶n4=U3∶U4=199∶22
（3）不用变压器时，输电导线的热损耗为
用变压器时，输电导线的热损耗为
解得。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．某发电站向远方供电，将的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为；输送线路的终端获得的电功率为。若要将此输送线路的效率提升为98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比为（ ）
A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10
2．目前我国远距离输电已经采用的超高压和的特高压。假设甲、乙两地原来采用的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上输送的电流大小减小
B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压增大
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率增大
D．用户得到的电功率减小
3．相比于4G网络技术，供电问题是困扰5G网络技术发展的难题之一，一个100kV变电站给某4G基站供电，线路电阻为90Ω，现要将该基站改造为5G基站；如图所示。5G基站功耗为4kW，要求线路损耗为总功耗的20%，在只更换变压器（均为理想变压器）的前提下，高压变压器的原、副线圈匝数比应变为（ ）
（ ）
A．100∶3 B．200∶3 C．250∶3 D．400∶3
4．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
5．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
6．如图所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其原、副线圈的匝数比分别为1：n和n：1（n为大于1的整数），发电站的输出电压及长距离输电线的电阻均为定值，其他导线的电阻忽略不计．已知发电站的输出电压为U1、电流为I1，用户得到的电压为U2，电流为I2，则下列判断正确的是（ ）
A．
B．U1＝U2
C．用户越多，U2越大
D．用户越多，I2越大
7．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略。则（ ）
A．交流发电机产生电动势的最大值为300V
B．输电线路上损耗的电压为20V
C．输电线路上损耗的电功率为
D．若升压变压器原、副线圈匝数比为，升压变压器原线圈两端的电压为
8．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，两种情况下输送的电功率都是P。若输电线路的总电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A．根据公式升压变压器原线圈通过的电流降为原来的
B．根据公式：提高电压后，输电线上的电流增为原来的20倍
C．根据公式P=I2R：提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
D．根据公式P1=P2：提高电压后，输电线上的功率损耗不变
9．特高压电网是指1000kV及以上交流电网或800kV及以上直流电网。我国特高压输电技术实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。2011年12月16日，世界首条商业运营的特高压交流输电工程（1000kV晋东南——南阳——荆门特高压交流试验示范工程）在中国正式投产，到现在已经安全运行近十年。下列说法中正确的是（ ）
A．大小不随时间变化的电流称为直流
B．所有交流电的峰值都是其对应有效值的倍
C．理想变压器输出的功率大于输入功率
D．远距离输电采用特高压的主要目的是降低输电线路中的损耗
10．远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压输电时，线路损耗的电功率为；采用高压输电时，线路损耗的电功率为。若，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示为从发电厂到用户的远距离输电示意图，两变压器均视为理想变压器。升压变压器的原、副线圈匝数分别为和，，降压变压器的原副线圈匝数分别为和，且。发电厂输出按正弦规律变化的交流电（输出电压最大值一定），输电线总电阻为，用户总电阻为，下列判断正确的是（ ）
A．升压变压器的输入电压和用户得到的电压相等
B．发电厂的输出功率不随用户电阻的变化而变化
C．如果值变大，其他参数不变，用户得到的电压增大
D．如果用户电阻增大，输电线上损失的功率可能增大
12．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、填空题
13．远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为△P，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为_________。
14．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则输电线上的电流______ ，输电线上损失的功率______ ．
15．采用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___________
16．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为_____．
17．某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______．
三、解答题
18．某发电厂的发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω。已知输电线上损失的功率为输送功率的5%，用户得到的电压是220V。输电线路的示意图，求出所用的变压器的原、副线圈的匝数之比。
19．一台 的发电机发出的电，如果采用的超高压输电，假如两条输电线每千米的电阻是，那么电流在的距离上将损耗多少热功率？输电距离为时，输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率的百分之几？
20．随着5G网络建设热潮的开启，中国5G基站的数量快速增长，实现5G网络覆盖的城市也越来越多。目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视作理想变压器）。
（1）求输电回路的电流；
（2）高压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3）
21．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率ΔP；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
22．有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是，端电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，两变压器之间输电导线的总电阻，降压变压器输出电压，两变压器均可视为理想变压器，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
直接输送时
得
经过变压器升压后输送
得
则
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
A．根据公式
且P不变，可知输电电流
当输电电压增大时，输电电流减小，A正确；
B．不变，当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小，B错误；
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率
当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，C错误；
D．P不变，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，用户得到的电功率增大，D错误；
故选A。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
变电站输出功率
流经线路电阻的电流为
变电站输出电流
则匝数比为
故选B。
4．A
【解析】
【分析】
【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。
5．B
【解析】
【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。
6．D
【解析】
【详解】
A、设输电线中的电流为I，则，可知I1＝I2．故A错误．
B、因为输电线上有电压损失，所以升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压不等，根据变压器电压之比等于匝数之比知，U1≠U2．故B错误．
CD、用户越多，用户端的总电阻越小，电流I2越大，则输电线上的电流越大，升压变压器原线圈的电流越大，输电线上的电压损失越大，降压变压器的输入电压变小，则输出电压U2越小．故C错误，D正确．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为：
故A错误；
BC．设降压变压器原、副线圈的电流分别为I3、I4，电动机恰能正常工作，有：
根据理想变压器的变流比可知：，得 I3=4A，所以输电线路上损耗的电压为
输电线路上损耗的电功率为：
故B错误C正确；
D．根据得；U3=2200V，升压变压器副线圈两端电压：
U2=U3+I3R=2240V
又，可得：
U1=280V
故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据
知输送功率不变，输送电压变为原来的20倍，则输电电流降为原来的，升压变压器原线圈通过的电流不变，故AB错误；
CD．根据
得，电流降为原来的，则输电线上损耗的功率减为原来的，故C正确，D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．方向不随时间变化的电流称为直流，大小不随时间变化但方向随时间发生变化的电流是交流，A错误；
B．正弦式交流电的峰值是有效值的倍，并不是所有交流电的峰值都是有效值的倍，B错误；
C．理想变压器没有能量损失，输出的功率等于输入功率，C错误；
D．远距离输电采用特高压，可以减小输电电流，从而降低输电线路中的损耗，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据
、
可知，在输送的电功率一定的情况下，输电线上损耗的功率
又根据功率的比值可知
故选A。
11．C
【解析】
【详解】
A．发电厂输出电压最大值一定，则升压变压器的输入电压有效值，不变，根据
可知
根据串联电路特点可知降压变压器输入电压
根据
可知
选项A错误；
BD．若用户电阻增大，会使得线路中电流均减小，发电厂输出功率
减小，输电线上损失的功率
可知输电线上的损失功率减小，选项BD错误；
C．输电线所在电路有
又
和
结合
可得
由此可知若增大，其他参数不变，用户得到的电压增大，选项C正确。
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则根据理想变压器特点
U1I1=U2I2
U1：U2=n1：n2
得
，
对原线圈电路有
由上式可得
故A错误，B正确；
C．由，结合，联立可得
故C错误；
D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为
故D错误。
故选B。
13．4U
【解析】
【分析】
【详解】
由P=UI得，则输电线上损失的功率
得输电电压
若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为4U。
14．
【解析】
【详解】
输电线上损失的电流，输电线上损失的功率．
点睛：解决本题的关键知道输送功率、电压、电流的关系，知道输电线上损失的功率．
15．
【解析】
【分析】
【详解】
输电功率
U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率
R为输电线路的电阻，即
当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压U变为原来的2倍即。
16．
【解析】
【详解】
加在原线圈上的电压为：，根据电压比与匝数比关系有：，所以有：，输电线上的电流为：，输电线上损失的功率为：，联立解得：．
【点睛】理想变压器输入功率和输出功率相等，通过原线圈的电压和匝数比求出副线圈的电压，再根据P=UI求出输电线上的电流，从而求出输电线上损失的功率．
17． 4900 133：11
【解析】
【详解】
[1]．输送的总功率为9.8×104W，将电压升高到2800V再输出，故传输电流为：
故功率损耗为：
△P=I2R=352×4=4900W
[2]．导线上电压损耗为：
△U=IR=35×4=140V
故降压变压器的输入电压为：
U3=U-△U=2800-140=2660V
故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为：
18．；
【解析】
【分析】
【详解】
输电线损失的功率为
解得，输电线电流为
升压变压器的输出功率为
解得，升压变压器的输出电压为
升压变压器的原、副线圈的匝数之比为
输电线上损失的电压为
降压变压器的输入电压为
降压变压器的原、副线圈的匝数之比为
所用的变压器的原、副线圈的匝数之比分别为
19．31250W；2.5%
【解析】
【分析】
【详解】
输电电流为
的距离上的电阻r=0.5Ω，则损耗的热功率
同理，输电距离为时，输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率
20．（1）5A；（2）；（3）8×106kW·h
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题意可知，总功率为
kW=5kW
线路损耗功率为
=1kW
由
解得I=5A。
(2)高压变压器副线圈的电压为
=1000V
由
解得
(3)需要的基站个数
每个基站一天耗电量
E0=P总t=5kW×24h=120kW·h
总耗电
E=N·E0=8×106kW·h
21．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
，
所以输电线路上损耗的电功率
计算可得
，，
（2）电动势的最大值
可得
，，，
升压变压器的原线圈输入功率
电机线圈内阻上消耗的热功率
得
，，
所以
22．（1）2000V；（2）199：22；（3）
【解析】
【详解】
（1）由题意可知升压变压器原线圈两端电压为U1=400V，设升压变变压器的输出电压为U2，则根据理想变压器原、副线圈电压关系有
代入数据解得U2=2000V。
（2）升压变压器原线圈的电流为
设升压变压器副线圈的电流（即两变压器之间输电导线中的电流）为I2，根据理想变压器原、副线圈电流关系有
代入数据解得I2=10A
设降压变压器的输入电压为U3，则根据闭合电路欧姆定律有
U3= U2-I2R=1990V
故降压变压器的原、副线圈的匝数比为
n3∶n4=U3∶U4=199∶22
（3）不用变压器时，输电导线的热损耗为
用变压器时，输电导线的热损耗为
解得。
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