3.4电能的远距离输送 练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的远距离输送 练习 （word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 730.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 05:59:22 | ||
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文档简介
鲁科版 （2019）选择性必修第二册 3.4 电能的远距离输送
一、单选题
1．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，则下列叙述错误的是（ ）
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有关
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．当用户用电器的总电阻增加时，输电线上损耗的功率减小
D．升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压
2．如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R，T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，下列说法正确的是（ ）
A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小
B．当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小
C．输电线上损失的功率为ΔP=
D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比
3．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1=250 V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线=5 Ω，输电线上损失的功率P线=2 kW，养殖场共有1100盏标有“220 V 40 W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个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I线=20 A B．升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶10
C．降压变压器的匝数比n3∶n4=9∶1 D．发电机的输出功率为44 kW
4．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
5．某发电机说明书的部分内容如表所示。现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为，安置区家用电器的总功率为，当这些额定电压为的家用电器都正常工作时，下列说法正确的是（ ）
型号 AED6500S
输出电压范围
最大输出功率
A．输电线路中的电流为
B．发电机的实际输出电压为
C．在输电线路上损失的电功率为
D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是
6．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（ ）
A．都接直流电源 B．A两端的电压相等
C．A损耗的功率相等 D．图1中A的电流较大
7．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，水电站的发电机输出电压恒定。发电机通过升压变压器和降压变压器（变压比为40∶1）向25km外的小区用户供电（供电电压为220V），输送到用户的电功率为165kW，若用表格中某种型号的输电线进行高压输电，线路上损耗的功率约为输送电功率的6%，则所选用的输电线型号的代号为（ ）
型号的代号 千米电阻（Ω/km）
X 1
Y 0.6
Z 0.3
W 0.2
A．X B．Y C．Z D．W
8．某水电站，用总电阻为5Ω的输电线给940km外的用户送电，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1×105A
B．输电线上损失电压为300kV
C．该输电系统的输电效率为96%
D．若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×108kW
9．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则（
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．当夜晚用户用电器增多时，输电线上损失的功率增大
D．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
10．如图所示是动圈式话筒的内部结构示意图，当声波传至振膜，振膜便振动起来，与振膜相连的音圈也振动起来，由于音圈处在磁场中，音圈内就产生了“随声音变化”的电流信号。为了减少电流信号沿导线传输过程中的电能损失，话筒内接有变压器。话筒输出的电流信号经扩音机放大后能推动喇叭发出声音。以下说法正确的是（ ）
A．动圈式话筒的音圈在磁场中因受安培力而运动
B．动圈式话筒的振膜遇到声波时所做的运动是简谐运动
C．动圈式话筒将声音信号转变为电流信号的原理是电流磁效应
D．动圈式话筒内的变压器是升压变压器，升压后传输电流减小
11．远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出电压的有效值是380V
B．用户得到的交流电频率是100Hz
C．发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比
D．保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大
12．从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用220 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（ ）
A．50∶1 B．1∶50 C．1∶5 D．5∶1
13．下列关于远距离输电的说法正确的是（ ）
A．赫兹发明了第一台实用的变压器
B．实际输电过程中，输电电压越高越好
C．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，可以减小断电的风险，可以调剂不同地区电力供需的平衡
D．若采用直流输电技术，会增加感抗和容抗
14．浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，采用“特高压”输电后，输电线上的电压损失减少到“超高压”的（ ）
A．10% B．25% C．50% D．75%
15．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，U为输电电压，r为输电线的电阻
D．输电线上损失的功率为9×107kW
二、填空题
16．保质：保证电能的质量——______和______稳定。
17．为了减小远距离输电过程中在线路上的损耗，在功率和线路电阻一定时，应该采用提高______ 的方式输电．
18．输电线上的功率损失：P＝______，I为输电电流，r为输电线的电阻。
三、解答题
19．为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率P＝5×104W时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
（1）线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。
20．某一水电站，发电机输出功率为100kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，线路损耗的功率为输出功率的4%，如果用户需要220V电压，求：所用理想的升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？
21．高考临近，为保证高三工作正常开展，防止停电事故发生，某中学领导班子决定购买一台应急备用发电机，要求如下∶一是保证全校88间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰，发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。为此学校决定让物理老师和兴趣小组同学先进行调查，得到以下数据∶每间教室有日光灯10盏，每盏灯功率为40W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口电阻约2Ω，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，升压变压器匝数比为n1∶n2=1∶4，降压变压器的匝数比为n3∶n4=4∶1，兴趣小组同学画出示意图如图所示。试求∶
（1）两变压器之间输电线上的电流？
（2）购买的发电机功率P应不小于多少？
22．一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压恒为1000V，升压后向远处的用户输电，输电线的总电阻为18Ω。已知发电机满负荷运行时，输电线上损失的功率为发电机总功率的5%，降压变压器的输出电压为220V。求：
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
AB．变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A不符合题意，B符合题意；
C．用户用电器总电阻增加，根据
可知，消耗功率减小，输电线中电流减小，线路损耗功率减小，C不符合题意；
D．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损耗的电压加上降压变压器的输入电压，D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】
AB．交流发电机的输出电压U1一定，匝数不变，根据
知U2不变；当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即P1、P3变大，故副线圈的输出功率增大，根据
可知输电线上的电流增大，则输电线上损失的电压
增大；所以原线圈上的电压
变小，根据
可知U4变小，AB错误；
C．输电线上损失的功率
ΔP=
C错误；
D．输送功率一定时，根据
P=UI，P损=I2R
知，要减小线路的损耗，应增大输送电压，又U1一定，根据
知，应增大升压变压器的匝数比；根据
U3=U2－I2R
U2增大，I2减小，所以U3增大，用户电压U4不变，根据
知，应增大降压变压器的匝数比，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
A．根据公式
解得
A正确；
B．设升压变压器原线圈电流为I1，则有
解得
升压变压器的匝数比为
B错误；
C．降压变压器的副线圈的电流为
降压变压器的匝数比为
C错误；
D．发电机的输出功率
D错误。
故选A。
4．C
【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。
5．C
【详解】
A．当这些额定电压为的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为
A错误；
B．导线电阻为
则发电机的实际输出电压为
B错误；
C．在输电线路上损失的电功率为
C正确；
D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是
D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由于变压器只能改变交变电流，因此图2中不可能接直流电源，A错误；
BCD．T2是降压变压器，根据
由于流过两个灯的电流相等，可知图2中流过A的电流较小，加在图2中A两端的电压较低，图2中A消耗的功率较小，BC错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
小区用户供电电压为220 V，由变压器的变压规律可知，降压变压器原线圈两端的电压为
U4=220×40V=8800V
设输电线上的电流为I，输电线总电阻为R，则升压变压器副线圈两端电压为
U3=U4+IR
P=U4I=165kW
输电线路上损耗的功率
P线=I2R
由题意知
P线=6%P总
P=94%P总
联立解得
R=30Ω
由于输电线长度需要50km，由电阻与长度关系
R=Lρ0
则
ρ0=0.6Ω/km
所以可以选择0.6Ω/km的Y，ACD错误，B正确。
故选B。
8．D
【详解】
A．输电线上输送的电流大小为
A错误；
B．输电线上损失电压为
B错误；
C．损失的功率为
故该输电系统的输电效率为
94%
C错误；
D．若改用10kV电压输电，则输电电流为
输电线上损失的功率为
D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故
A错误；
B．由图像可知交流的最大值为Um=500V，因此其有效值为
B错误；
C．当夜晚用户用电器增多时，干路电流增大，根据
可知，输电线上损失的功率增大，C正确；
D．输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．动圈式话筒的音圈是由振膜振动时带动的，不是因受安培力而运动的。故A错误；
B．动圈式话筒的振膜所做的运动是受迫振动，因为由声波提供的驱动力不满足简谐运动条件。故B错误；
C．话筒产生电流信号的原理是音圈在磁场中切割磁感线运动而产生感应电流，是电磁感应，不是电流磁效应。故C错误；
D．由
可知，为了减信号沿导线传输过程中的电能损失，应减小电流；再由
知，增大电压可减小电流，故话筒内的变压器是升压变压器，升压后传输电流减小，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．由图乙可知交流的最大值为Um=380V，则其有效值为
故A错误；
B．由图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，则交流电的频率为
故B错误；
C．原副线圈的输入功率等于输出功率，与匝数比无关，故C错误；
D．在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据知升压变压器副线圈的电压增大，由知输电线上的电流减小，根据知，输电线上损失的功率减小，则有
即保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大，故D正确。
故选D。
12．A
【详解】
输电线上的电流
则输电线上由电阻造成的电压损失
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．西屋公司的工程师威廉·史坦雷从乔治·威斯汀豪斯、路森·戈拉尔与约翰·狄克逊·吉布斯买来变压器专利以后，在1885年制造了第一台实用的变压器，故A错误；
B．输电电压不是越高越好，电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。所以在实际输电过程中，要综合考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压，故B错误；
C．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，可以减小断电的风险，可以调剂不同地区电力供需的平衡，故C正确；
D．若采用直流输电技术，会减少感抗和容抗，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
输电的电流为
损失的电压为
在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，从500千伏超高压到1000千伏特高压，即变为原来的2倍，则输电电流变为原来的一半，有
故选C。
15．B
【详解】
A．由P=UI，得用500kV电压输电时输电线上输送的电流
故A错误；
B．由
得输电线上的电压损失
故B正确；
C．输电线上损失的功率为
U为输电线上损失的电压，故C错误；
D．输电线上损失的功率
故D错误。
故选B。
16． 电压 频率
【详解】
略
17．电压
【详解】
由线路损耗功率可知为了减小线路上损失的功率，在功率和线路电阻一定时，可以采取的措施有提高输送电压．
点睛：为了减少远距离输电线路上的电能损耗，根据，知减小电流减小损失的功率．
18．I2r
【详解】
略
19．（1）100π rad/s；（2）
【详解】
（1）发电机的最大感应电动势
Em＝nBSω
电压表的示数
解得
ω＝100π rad/s
（2）升压变压器的输出电压
输送电流
在输送电路上有
U3＝U2-IR=4600V
对降压变压器有
20．1∶10和240∶11
【详解】
已知
P线＝P输出×4%=4000W
由线路损耗的功率
P线＝
可得
I线＝＝20A
又因为
P输出＝U2I线
所以
U2＝＝5000V
U3＝U2－I线R线＝(5000－20×10)V＝4800V
根据理想变压器规律得
＝
＝
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶10和240∶11
21．（1）；（2）
【详解】
（1）对降压变压器有
其中
解得降压变压器原线圈两端电压
U3=880V
所有日光灯正常发光时消耗功率为
P灯=88×10×40W=35200W=P4=P3
所以两变压器之间输电线上的电流为
（2）输电线上的损耗
W
所以发电机功率
22．(1)；(2)
【详解】
(1)如图所示，由题可知
又
解得
U2=6000V
升压变压器原、副线圈匝数比
解得
(2)输电线中的电流为
输电线上损失的电压为
U损=I2R
解得
U损=300V
降压变压器原线圈的电压为
U3=U2-U损
所以
U3=5700V
降压变压器原、副线圈匝数比为
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．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，则下列叙述错误的是（ ）
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有关
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．当用户用电器的总电阻增加时，输电线上损耗的功率减小
D．升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压
2．如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R，T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，下列说法正确的是（ ）
A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小
B．当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小
C．输电线上损失的功率为ΔP=
D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比
3．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1=250 V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线=5 Ω，输电线上损失的功率P线=2 kW，养殖场共有1100盏标有“220 V 40 W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个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I线=20 A B．升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶10
C．降压变压器的匝数比n3∶n4=9∶1 D．发电机的输出功率为44 kW
4．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
5．某发电机说明书的部分内容如表所示。现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为，安置区家用电器的总功率为，当这些额定电压为的家用电器都正常工作时，下列说法正确的是（ ）
型号 AED6500S
输出电压范围
最大输出功率
A．输电线路中的电流为
B．发电机的实际输出电压为
C．在输电线路上损失的电功率为
D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是
6．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（ ）
A．都接直流电源 B．A两端的电压相等
C．A损耗的功率相等 D．图1中A的电流较大
7．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，水电站的发电机输出电压恒定。发电机通过升压变压器和降压变压器（变压比为40∶1）向25km外的小区用户供电（供电电压为220V），输送到用户的电功率为165kW，若用表格中某种型号的输电线进行高压输电，线路上损耗的功率约为输送电功率的6%，则所选用的输电线型号的代号为（ ）
型号的代号 千米电阻（Ω/km）
X 1
Y 0.6
Z 0.3
W 0.2
A．X B．Y C．Z D．W
8．某水电站，用总电阻为5Ω的输电线给940km外的用户送电，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1×105A
B．输电线上损失电压为300kV
C．该输电系统的输电效率为96%
D．若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×108kW
9．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则（
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．当夜晚用户用电器增多时，输电线上损失的功率增大
D．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
10．如图所示是动圈式话筒的内部结构示意图，当声波传至振膜，振膜便振动起来，与振膜相连的音圈也振动起来，由于音圈处在磁场中，音圈内就产生了“随声音变化”的电流信号。为了减少电流信号沿导线传输过程中的电能损失，话筒内接有变压器。话筒输出的电流信号经扩音机放大后能推动喇叭发出声音。以下说法正确的是（ ）
A．动圈式话筒的音圈在磁场中因受安培力而运动
B．动圈式话筒的振膜遇到声波时所做的运动是简谐运动
C．动圈式话筒将声音信号转变为电流信号的原理是电流磁效应
D．动圈式话筒内的变压器是升压变压器，升压后传输电流减小
11．远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出电压的有效值是380V
B．用户得到的交流电频率是100Hz
C．发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比
D．保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大
12．从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用220 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（ ）
A．50∶1 B．1∶50 C．1∶5 D．5∶1
13．下列关于远距离输电的说法正确的是（ ）
A．赫兹发明了第一台实用的变压器
B．实际输电过程中，输电电压越高越好
C．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，可以减小断电的风险，可以调剂不同地区电力供需的平衡
D．若采用直流输电技术，会增加感抗和容抗
14．浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，采用“特高压”输电后，输电线上的电压损失减少到“超高压”的（ ）
A．10% B．25% C．50% D．75%
15．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，U为输电电压，r为输电线的电阻
D．输电线上损失的功率为9×107kW
二、填空题
16．保质：保证电能的质量——______和______稳定。
17．为了减小远距离输电过程中在线路上的损耗，在功率和线路电阻一定时，应该采用提高______ 的方式输电．
18．输电线上的功率损失：P＝______，I为输电电流，r为输电线的电阻。
三、解答题
19．为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率P＝5×104W时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
（1）线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。
20．某一水电站，发电机输出功率为100kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，线路损耗的功率为输出功率的4%，如果用户需要220V电压，求：所用理想的升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？
21．高考临近，为保证高三工作正常开展，防止停电事故发生，某中学领导班子决定购买一台应急备用发电机，要求如下∶一是保证全校88间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰，发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。为此学校决定让物理老师和兴趣小组同学先进行调查，得到以下数据∶每间教室有日光灯10盏，每盏灯功率为40W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口电阻约2Ω，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，升压变压器匝数比为n1∶n2=1∶4，降压变压器的匝数比为n3∶n4=4∶1，兴趣小组同学画出示意图如图所示。试求∶
（1）两变压器之间输电线上的电流？
（2）购买的发电机功率P应不小于多少？
22．一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压恒为1000V，升压后向远处的用户输电，输电线的总电阻为18Ω。已知发电机满负荷运行时，输电线上损失的功率为发电机总功率的5%，降压变压器的输出电压为220V。求：
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A不符合题意，B符合题意；
C．用户用电器总电阻增加，根据
可知，消耗功率减小，输电线中电流减小，线路损耗功率减小，C不符合题意；
D．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损耗的电压加上降压变压器的输入电压，D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】
AB．交流发电机的输出电压U1一定，匝数不变，根据
知U2不变；当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即P1、P3变大，故副线圈的输出功率增大，根据
可知输电线上的电流增大，则输电线上损失的电压
增大；所以原线圈上的电压
变小，根据
可知U4变小，AB错误；
C．输电线上损失的功率
ΔP=
C错误；
D．输送功率一定时，根据
P=UI，P损=I2R
知，要减小线路的损耗，应增大输送电压，又U1一定，根据
知，应增大升压变压器的匝数比；根据
U3=U2－I2R
U2增大，I2减小，所以U3增大，用户电压U4不变，根据
知，应增大降压变压器的匝数比，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
A．根据公式
解得
A正确；
B．设升压变压器原线圈电流为I1，则有
解得
升压变压器的匝数比为
B错误；
C．降压变压器的副线圈的电流为
降压变压器的匝数比为
C错误；
D．发电机的输出功率
D错误。
故选A。
4．C
【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。
5．C
【详解】
A．当这些额定电压为的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为
A错误；
B．导线电阻为
则发电机的实际输出电压为
B错误；
C．在输电线路上损失的电功率为
C正确；
D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是
D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由于变压器只能改变交变电流，因此图2中不可能接直流电源，A错误；
BCD．T2是降压变压器，根据
由于流过两个灯的电流相等，可知图2中流过A的电流较小，加在图2中A两端的电压较低，图2中A消耗的功率较小，BC错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
小区用户供电电压为220 V，由变压器的变压规律可知，降压变压器原线圈两端的电压为
U4=220×40V=8800V
设输电线上的电流为I，输电线总电阻为R，则升压变压器副线圈两端电压为
U3=U4+IR
P=U4I=165kW
输电线路上损耗的功率
P线=I2R
由题意知
P线=6%P总
P=94%P总
联立解得
R=30Ω
由于输电线长度需要50km，由电阻与长度关系
R=Lρ0
则
ρ0=0.6Ω/km
所以可以选择0.6Ω/km的Y，ACD错误，B正确。
故选B。
8．D
【详解】
A．输电线上输送的电流大小为
A错误；
B．输电线上损失电压为
B错误；
C．损失的功率为
故该输电系统的输电效率为
94%
C错误；
D．若改用10kV电压输电，则输电电流为
输电线上损失的功率为
D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故
A错误；
B．由图像可知交流的最大值为Um=500V，因此其有效值为
B错误；
C．当夜晚用户用电器增多时，干路电流增大，根据
可知，输电线上损失的功率增大，C正确；
D．输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．动圈式话筒的音圈是由振膜振动时带动的，不是因受安培力而运动的。故A错误；
B．动圈式话筒的振膜所做的运动是受迫振动，因为由声波提供的驱动力不满足简谐运动条件。故B错误；
C．话筒产生电流信号的原理是音圈在磁场中切割磁感线运动而产生感应电流，是电磁感应，不是电流磁效应。故C错误；
D．由
可知，为了减信号沿导线传输过程中的电能损失，应减小电流；再由
知，增大电压可减小电流，故话筒内的变压器是升压变压器，升压后传输电流减小，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．由图乙可知交流的最大值为Um=380V，则其有效值为
故A错误；
B．由图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，则交流电的频率为
故B错误；
C．原副线圈的输入功率等于输出功率，与匝数比无关，故C错误；
D．在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据知升压变压器副线圈的电压增大，由知输电线上的电流减小，根据知，输电线上损失的功率减小，则有
即保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大，故D正确。
故选D。
12．A
【详解】
输电线上的电流
则输电线上由电阻造成的电压损失
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．西屋公司的工程师威廉·史坦雷从乔治·威斯汀豪斯、路森·戈拉尔与约翰·狄克逊·吉布斯买来变压器专利以后，在1885年制造了第一台实用的变压器，故A错误；
B．输电电压不是越高越好，电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。输电电压越高，变压器上的电压也越高，对变压器的要求也相应提高。所以在实际输电过程中，要综合考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压，故B错误；
C．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，可以减小断电的风险，可以调剂不同地区电力供需的平衡，故C正确；
D．若采用直流输电技术，会减少感抗和容抗，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
输电的电流为
损失的电压为
在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，从500千伏超高压到1000千伏特高压，即变为原来的2倍，则输电电流变为原来的一半，有
故选C。
15．B
【详解】
A．由P=UI，得用500kV电压输电时输电线上输送的电流
故A错误；
B．由
得输电线上的电压损失
故B正确；
C．输电线上损失的功率为
U为输电线上损失的电压，故C错误；
D．输电线上损失的功率
故D错误。
故选B。
16． 电压 频率
【详解】
略
17．电压
【详解】
由线路损耗功率可知为了减小线路上损失的功率，在功率和线路电阻一定时，可以采取的措施有提高输送电压．
点睛：为了减少远距离输电线路上的电能损耗，根据，知减小电流减小损失的功率．
18．I2r
【详解】
略
19．（1）100π rad/s；（2）
【详解】
（1）发电机的最大感应电动势
Em＝nBSω
电压表的示数
解得
ω＝100π rad/s
（2）升压变压器的输出电压
输送电流
在输送电路上有
U3＝U2-IR=4600V
对降压变压器有
20．1∶10和240∶11
【详解】
已知
P线＝P输出×4%=4000W
由线路损耗的功率
P线＝
可得
I线＝＝20A
又因为
P输出＝U2I线
所以
U2＝＝5000V
U3＝U2－I线R线＝(5000－20×10)V＝4800V
根据理想变压器规律得
＝
＝
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶10和240∶11
21．（1）；（2）
【详解】
（1）对降压变压器有
其中
解得降压变压器原线圈两端电压
U3=880V
所有日光灯正常发光时消耗功率为
P灯=88×10×40W=35200W=P4=P3
所以两变压器之间输电线上的电流为
（2）输电线上的损耗
W
所以发电机功率
22．(1)；(2)
【详解】
(1)如图所示，由题可知
又
解得
U2=6000V
升压变压器原、副线圈匝数比
解得
(2)输电线中的电流为
输电线上损失的电压为
U损=I2R
解得
U损=300V
降压变压器原线圈的电压为
U3=U2-U损
所以
U3=5700V
降压变压器原、副线圈匝数比为
解得
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