3.4 电能的输送 培优题练习 （word版含答案）

3.4 电能的输送
一、单选题
1．发电厂输送电压为U1，发电厂到学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率表示错误的是（ ）
A． B． C．I2R D．I(U1﹣U2)
2．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，下列说法正确的是（　　）
原、副线圈中的电流之比为
B．副线圈回路中电阻两端的电压为66V
C．原线圈回路中电阻两端的电压为55V
D．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比
3．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　）
A．输电线上输送的电流大小为2×105A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C．输电线上损失的功率为9×105kW
D．输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻
4．为了减少输电线路中能量损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压，某变电所将电压u0 = 10000 sin 100t（V）的交流电降为220V供居民小区用电，变压器均为理想变压器，则变电所变压器（　　）
A．原、副线圈匝数比为50 ∶1
B．副线圈中电流的频率是50 Hz
C．原线圆的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
5．“新疆准东—安徽皖南”±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输电容量1200万千瓦。输电线路流程可简化为
若直流输电线电阻为10Ω，不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不会变大。当输电线路电流为5×103A时，下列说法正确的是（ ）
A．输电功率为1.2×1010W
B．输电导线上损失的功率为2.5×108W，损失的电压为50kV
C．降压变压器匝数比为11：5
D．若保持输送功率不变，用550kV输电，用户得到的功率比1100kV输电时减少1×109W
6．某水电站用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　）
A．输电线上输送的电流大小为2×105A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C．若改用250kV电压输电，则输电线上损失的功率为原来的2倍
D．若改用250kV电压输电，则输电线上损失的功率为原来的8倍
7．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变。若用户消耗的电功率增大了，则可以判定（　　）
A．发电厂的输出功率不变 B．输电线路上损耗的电功率减小
C．输电线上的电流增大 D．用户获得的电压增大
二、多选题
8．如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，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1∶20，电流表的示数为1A，输电线的总电阻为10Ω，发电机输出功率为48kW，下列说法正确的是（　　）
A．用户端的功率为44kW
B．升压变压器的输出电压U2=2400V
C．如果用户端电压为220V，则降压变压器的原副线圈匝数比为120∶11
D．用电高峰时，为保证用户端用电器电压不变，需将滑片P适当上移
9．某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为，则下列说法中正确的是（　　）
A．输电线上损失电压为 B．输电线上损失电功率为
C．用户得到的功率为 D．用户得到的功率为
10．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3．当用户消耗的功率增大时，下列表述不正确的是（ ）
A．用户的电压U4增加
B．恒有U1∶U2＝U4∶U3
C．输电线上损耗的功率减小
D．发电机的输出功率不变
11．一小型发电机，输出功率为25kW，发电机的输出电压为，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5%，需要采用高压输电。设用户所需电压为220V，则下列判断正确的是（　　）
A．升压变压器原、副线圈匝数比约为1:4 B．降压变压器原、副线圈匝数比约为8:1
C．输电导线上的电压损失约为286V D．可供593盏“220V，40W”的白炽灯正常工作
12．某电站用11kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到330kV送电，下面选项正确的是（　　）
A．输电上的电流增为原来的30倍
B．输电线上的电流减为原来的
C．输电线上损失的功率为原来的900倍
D．若要使输电线上损失功率不变，可将输电线的半径减为原来的
三、填空题
13．某变电站用1100伏的电压送电，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，则输出的电压应变为_________伏．
14．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=________。
15．发电机端电压为220V，输送功率110kW，为保证用户至少获得100kW的功率，则输电线的电阻不得大于______ Ω；若用一个理想变压器升压至5 500V后再输电，则输电线的电阻不得大于______ Ω．
四、解答题
16．一台 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？
17．已知某个小型发电机的输出功率为90kW，发电机的输出电压为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，在用户端用一降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损耗的功率控制为2kW（即用户得到的功率为88kW）。求：
(1)升压变压器输出的电压；
(2)两个变压器各自原、副线圈的匝数比。
18．如图所示，某发电机的输出功率为5×104 W，输出电压为250 V，输电线路总电阻R=60 Ω，理想升压变压器的匝数比n1：n2=1：20，为使用户获得220 V电压，求：
（1）输电线路损失的功率为多大？
（2）降压变压器的匝数比是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
C．通过导线的电流为I，输电导线总电阻为R，输电线上损耗的功率可表示为
C正确，不符合题意；
AB．导线上损失的电压为
输电线上损耗的功率可表示为
A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
D．输电线上损耗的功率可表示为
D正确，不符合题意；
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
A．原、副线圈中的电流之比为原、副线圈的匝数比的反比，为1:3，故A错误；
BC．设原线圈两端的电压为U，则副线圈两端的电压为，此时通过副线圈的电流为
则此时通过原线圈的电流为，故此时原线圈的总电压为
故可得原线圈两端的电压为
电阻两端的电压为22V；
副线圈回路中电阻两端的电压为
故B正确，C错误；
D．原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为1:3，通过电阻的电流之比为1:3，故消耗的电功率之比为1:9，D错误；
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
A．电流是处处相等的，所以输电线上输送的电流大小为
故A错误；
B．输电线上由电阻造成的损失电压
故B正确；
C．输电线上损失的功率为
故C错误；
D．输电线上损失的功率为
故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A．根据理想变压器的电压规律有，原、副线圈匝数比为
所以A错误；
B．根据原线圈电压的瞬时表达式
u0 = 10000 sin 100t（V）
可知，原线圈的频率为
原副线圈中电流的频率是相等所，所以副线圈中电流的频率是50 Hz，所以B正确；
C．根据
可知，原线圈中的电流小于副线圈的电流，所以原线圈的导线比副线圈的要细，则C错误；
D．输入副线圈的电流才等于居民小区各用电器电流的总和，所以D错误；
故选B。
5．B
【详解】
A．理想变压器本身不消耗能量，输入功率等于输出功率，输电导线输送功率为
发电机输电功率不可能比它低，A错误；
B．输电导线上损失的功率
损失的电压
B正确；
C．输电导线末端电压
则
降压变压器匝数比应小于3：1，C错误；
D．用1100kV输电时输电导线上损失的功率
保持输送功率不变，只用550kV输电，输电导线上损失的功率
则用户得到的功率比1100kV输电时减少
D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
AB．由P=IU得输电线上输送的电流
由△U=Ir得输电线路上的电压损失
故A错误，B正确；
CD．输电线上损失的功率为
500kV电压输电改用250kV电压输电，电压变为原来的二分之一，则损失的功率变为原来的4倍，故CD错误。
故选B。
7．C
【详解】
ABC．根据能量守恒定律可知，若用户消耗的电功率增大了，发电厂的输出功率会增大，而发电厂的输出电压不变，所以发电厂的输出电流
增大了，也就是升压变压器原线圈的电流增大，根据理想变压器原理
可知，升压变压器副线圈的电流增大，也就是输电线上的电流增大，所以输电线路上损耗的电功率
增大了，故C正确，AB错误；
D．根据理想变压器原理
可知升压变压器的副线圈两端电压不变，输电线上电流增大，则输电线上电压损失增大，所以降压变压器的输入电压减小，根据理想变压器原理
可知，降压变压器的输出电压减小，用户获得的电压减小，故D错误；
故选C。
8．ABD
【详解】
B．变压器为理想变压器即升压变压器的输出功率等于发电机的输出功率，电流互感器的原副线圈匝数比为1:20，则输电线上电流为
升压变压器的输出电压为
故B正确；
A．输电线上损失的功率为
用户端的功率为
故A正确；
C．降压变压器的输入电压为
联立，可得
根据匝数比与电压比的关系，有
带入数据，可得
故C错误；
D．用电高峰时，用户增多，电阻变小，电流增大，输电线上的电压增大，用户电压降低，
为保证用户端用电器电压不变，应减小变压器原线圈匝数，需将滑片P适当上移。故D正确。
故选ABD。
9．ABD
【详解】
AD．输电线上的电流为，故损失电压为
用户得到的功率为
AD正确；
B．输电线上损失电功率为
B正确；
C．用户端的电阻并非R，故不能用表示用户端得到的功率，C错误。
故选ABD。
10．ACD
【解析】
【详解】
A. 当用户功率增大时，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，故A错误；
B. 因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则U1∶U2＝n1：n2，U4∶U3=n3：n4，因为n1∶n2＝n4∶n3，所以U1∶U2＝U4∶U3.故B正确；
C. 当用户功率增大时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故C错误；
D. 用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，输出和损失的功率都增大，故发电机输出功率增大．故D错误．
本题选择错误答案，故选ACD
点睛：当用户功率增多时，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化．升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和．变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比
11．AD
【详解】
A．通过升压变压器原线圈的电流
输电线上损失的功率为
得输电线上的电流
升压变压器原线圈与副线圈的匝数比
A正确；
B．升压变压器的输出电压
流过降压变压器原线圈的电流
降压变压器原线圈两端的电压
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负线圈的匝数比
B错误；
C．输电导线上的电压损失约为
C错误；
D．设可安装的白炽灯为n盏，则灯消耗的功率等于降压变压器的输出功率
又对理想变压器有
解得
可取593，D正确；
故选AD。
12．BD
【详解】
AB．根据
得
输送功率一定，输送电压变为原来的30倍，则输送电流变为原来的，故A错误，B正确；
C．电流减小到原来的倍，根据
可知，电线上损失的功率为原来的倍，故C错误；
D．电流减小到原来的倍，要使输电线上损失功率不变，电阻要变为原来的900倍，根据
可得直径或半径减为原来的，故D正确。
故选BD。
13．2200
【解析】
【详解】
损耗的功率为：，导线损失电功率是输出功率的20%，若要使导线损失电功率是输出功率的5%，得使输电电流变为原来的，根据P=UI得，P一定，输出电压变为原来的2倍，为2200V．
14．
【解析】
【详解】
输电线消耗的功率为
根据
可解得输电线电流
升压变压器原线圈的电流
所以
升压变压器副线圈电压为
降压变压器原线圈电压为
所以降压变压器原、副线圈的匝数比为
15． 0.04; 25;
【解析】
【详解】
试题分析：根据公式可得:
有知道
又P损＝I·R1
得R1＝0.04 Ω.
当升压至5 500 V时，
故.
考点：考查了远距离输电
点评：关键是对公式的灵活应用，以及对公式中各个物理量的含义正确理解
16．31250W；2.5%
【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
17．(1)4500V；(2)；
【解析】
【详解】
(1)根据输电线上损耗的功率得
根据变压器输入、输出功率不变可得升压变压器输出电压
(2)根据理想变压器电压与匝数的关系可知
降压变压器输出电流为
根据理想变压器电流与匝数的关系可知
18．△P =6×103 W；
【解析】
【详解】
（1）根据变压器电压关系: = 得，U2=5×103 V，变压器功率关系：P2=P1 ，输电线上的电流I2= =10 A ，输电线上的功率损失：△P=I22R=6×103 W
（2）降压变压器的输入电压：U3=U2﹣I2R=4400 V 根据降压变压器电压关系： = =
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