3.4电能的远距离输送 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的远距离输送 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-06 01:19:12 | ||
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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．如图所示为远距离输电原理图，变压器、为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原、副线圈匝数比为，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器两端的电压为，则输电线的电阻R为（ ）
A． B． C． D．
2．西大附中高二某学习小组为模拟远距离输电，用一台内阻为的交流发电机给4个小灯泡供电．如图所示，取实验室理想升压变压器的匝数比为1∶4，理想降压变压器的匝数比为4∶1，用电阻较大铁导线为输电线，总电阻．若4个“10V，2.5W”的小灯泡均正常发光，假设小灯泡电阻不变，则（ ）
A．输电线上损失的电功率为1W
B．发电机的电动势为11V
C．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I1变为
D．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I2变为
3．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
4．如图所示为远距离输电示意图，发电机输出正弦式交变电压瞬时值表达式为，则（ ）
A．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
B．发电机输出交流电的电压有效值是
C．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
D．用户用电器上交流电的频率是
5．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
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．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n（n>1）倍，则（ ）
A．输电线上的电压损失增大 B．输电线上的功率损失增大
C．输电线上的电压损失不变 D．输电线上的功率损失减少到原来的
8．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
9．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
10．如图所示，甲图是远距离输电线路的示意图，乙图是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
11．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
12．“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
13．“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．
14．如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值（V），降压变压器的原、副线圈匝数之比为50∶11，两变压器间输电线路的总电阻为25Ω。降压变压器副线圈接入一台额定电压为220V、额定功率为1000W的电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为156V B．电流表的示数为20A
C．两变压器间输电线电阻消耗的功率为25W D．升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶14
15．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
二、填空题
16．一小水电站，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____________。
17．由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了19%，这时供电电网上电压比原来降低了_____%。
18．在雨雪冰冻天，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为，电流为，热损耗功率为；除冰时，输电线上的热耗功率需变为，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）输电电流为_________ , 输电电压为_______.
三、解答题
19．如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r（在图中把导线电阻集中画为r）。那么：
（1）远距离大功率输电面临的困难是什么？
（2）输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？
20．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为100，输出电压为250V。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：8，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器。求：
(1)升压变压器的输出端电压；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
21．如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W。输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，输电时在输电线上损失的电功率为3200W。用户获得220 V电压，求：
（1）按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
（2）应选用的升压变压器匝数比多大？
（3）应选用的降压变压器匝数比多大？
22．某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。当发电厂输出的功率为P0时，纯电阻用电设备消耗的功率为P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到低于用电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0时，用电设备可获得的功率增加至P2试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
记变压器T1原副线圈的电压分别为U1、U2，记变压器T2原副线圈的电压分别为U3、U4，再记流过R的电流为I2，根据原副线圈电压比与匝数比的关系有
= ， =
代入数据有
U2 = nU，U3 = 0.9nU
由于为理想变压器，则有
UR = U2 - U3 = 0.1nU，I2 = =
根据欧姆定律有
R = =
故选D。
2．A
【详解】
A．4个灯泡的电流为
输电线电流为
输电线上损失的电功率为
A正确；
B．根据题意得
故B错误；
CD．两盏灯断路后，小灯泡不能正常发，小灯泡的实际电压不清楚，无法计算降压变压器副线圈的电流，从而无法得到 和 ，CD错误。
故选A。
3．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。
4．A
【详解】
A．当用户用电器的总电阻增大时，即用电器的数量减少，则降压变压器的输出功率减小，而副线圈电压不变，则副线圈电流减小，则降压变压器的原线圈电流减小，则输电线上损失的功率减小，故A正确；
B．发电机输出交流电的电压最大值是，有效值为
故B错误；
C．由A解析可知，用户用电器的总电阻对输电线的电流也有影响，故C错误；
D．用户用电器上交流电的频率应当与发电机输出正弦式交变电流的频率相同，即为
故D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．由升压变压器
可得
可知改造后输电电压不变，故A错误；
B．由发电总功率
可得不变，所以输电线上的电压降为
由于改造后输电线电阻R变小，可知输电线上的电压降减小，改造后降压变压器原线圈两端电压
增大，故B错误；
C．由降压变压器
可知改造后降压变压器的匝数比增大，故C错误；
D．输电线上损失的功率
减小，改造后降压变压器输出功率
变大，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
输送功率与输送电压及输送电流的关系为
P=UI
线路上损耗的功率为
ΔP=I2R=
可知损耗的功率与电压的平方成反比,即
ΔP1∶ΔP2=4∶1
所以输电线上损耗的功率为，A正确。
故选A。
7．D
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
知，输电电压提高到原来的n倍，则输电电流变为原来的，根据
可知输电线上的电压损失减为原来的，故AC错误；
BD．由
输电线上的功率损失减为原来的，故B错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．S断开时，副线圈的电压为220V、电流为22A，其原线圈的电压为2200V、电流为2.2A，输电线损耗的电压为、功率为P1=24.2W，副线圈的电压为2211V，原线圈的电压为221.1V，所以，故A错误；
BCD．S闭合后，对，如果不变，则原、副线圈的电压均减小，需要将变大（）才能使副线圈电压变回到220V，此时副线圈电流为44A，所以原线圈中电流大于4.4A，电压小于2200V，故输电线损耗的功率，故BC错误，D正确。
故选D。
9．A
【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。
10．D
【详解】
A．由于变压器只交流电改变电压，不改变交流电的频率，由图乙可知，用户用电器上交流电的频率是50 Hz。A错误；
B．发电机输出交流电的电压的最大值为500V，因此有效值为
B错误；
C．输电线的电流由升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比用户，用电量以及输电导线的电阻共同决定，C错误；
D．当用户用电器的总电阻增大时，降压变压器副线圈电流减小，因此输电线的电流减小，输电线上损失的功率减小，D正确。
故选D。
11．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。
12．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。
13．A
【详解】
根据
P=IU
P线=I2R
可得
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。
故选A。
14．C
【详解】
A.电压表的示数为交流电源电压的有效值为110V，A错误；
B.根据
代入数据可得
求得
U3=1000V
在降压变压器的输入端，且输入功率P=1000W，由
代入数据可得
I3=1A
即电流表读数为1A，B错误；
C.由
得输电线上损失功率为
C正确；
D.升压变压器副线圈的电压为
U2=U3+I3r=1025V
由
得升压变压器原、副线圈的匝数比为
D错误。
故选C。
15．D
【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。
16． 5000W 50W
【详解】
[1]用200V电压输送，输电线上损失的电功率为
[2]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
17．10
【详解】
设原来的电压为U，电功率为P，则
由于电压的降低，电炉的实际功率降低了19%，电炉的电阻不变，故
故
即电压比原电压降低了10%。
18． 3I
【详解】
试题分析：根据P=I2R可知若除冰时，输电线上的热耗功率需变为，则输电电功率和输电线电阻不变的情况下输电电流变为3I；根据P=IU可知，输电电压为.
考点：远距离输电
19．（1）在输电线上有功率损失和电压损失；（2）有一部分电能转化为电热而损失掉。，两个途径为①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U
【详解】
（1）在输电线上有功率损失和电压损失；
（2）由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因，功率损失表达式
所以降低输电损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U。
20．(1) ；(2)
【详解】
(1)根据
可得升压变压器的输出端电压
(2)输电线的电流
输电线损失的电压
降压变压器的输入电压
根据
降压变压器原、副线圈的匝数比
21．（1）2.19×105 kW·h或7.884×1011 J；（2）；（3）
【详解】
（1）因为P=1.0×105 W，t=365×6 h
E=Pt=2.19×105 kW·h
或E=7.884×1011 J
（2）依题意作出如图输电示意图
升压变压器原线圈的电流为
输电线中的电流为I2，则
I22R线=P损
所以
I2=20A
升压变压器T1的匝数比为
（3）降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总，用户获得的总功率为
P用=P-P损
又
P用=U4I总=U4I4
所以
I4=440 A
其原线圈中电流
I3=I2=20A
降压变压器的匝数比为
22．，
【详解】
设发电厂的输出电流为I0，输电线的电阻为R，用电设备的电阻为r，没有变压器时，输电线上消耗的电功率为
PR1=P0-P1=IR①
用电设备消耗的功率为
P1=Ir ②
用了变压器后，输电线上消耗的电功率为
PR2=P0-P2=I2R ③
（式中I是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流）
由①和③式可得
I=I0④
所以
此时用电设备消耗的功率为
P2=I′2r⑤
联立②⑤式得
I′=I0⑥
由④式和⑥式得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示为远距离输电原理图，变压器、为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原、副线圈匝数比为，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器两端的电压为，则输电线的电阻R为（ ）
A． B． C． D．
2．西大附中高二某学习小组为模拟远距离输电，用一台内阻为的交流发电机给4个小灯泡供电．如图所示，取实验室理想升压变压器的匝数比为1∶4，理想降压变压器的匝数比为4∶1，用电阻较大铁导线为输电线，总电阻．若4个“10V，2.5W”的小灯泡均正常发光，假设小灯泡电阻不变，则（ ）
A．输电线上损失的电功率为1W
B．发电机的电动势为11V
C．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I1变为
D．若两盏灯由于质量问题发生断路故障，则I2变为
3．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
4．如图所示为远距离输电示意图，发电机输出正弦式交变电压瞬时值表达式为，则（ ）
A．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
B．发电机输出交流电的电压有效值是
C．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
D．用户用电器上交流电的频率是
5．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
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．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n（n>1）倍，则（ ）
A．输电线上的电压损失增大 B．输电线上的功率损失增大
C．输电线上的电压损失不变 D．输电线上的功率损失减少到原来的
8．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
9．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
10．如图所示，甲图是远距离输电线路的示意图，乙图是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
11．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
12．“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
13．“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．
14．如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值（V），降压变压器的原、副线圈匝数之比为50∶11，两变压器间输电线路的总电阻为25Ω。降压变压器副线圈接入一台额定电压为220V、额定功率为1000W的电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为156V B．电流表的示数为20A
C．两变压器间输电线电阻消耗的功率为25W D．升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶14
15．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
二、填空题
16．一小水电站，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____________。
17．由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了19%，这时供电电网上电压比原来降低了_____%。
18．在雨雪冰冻天，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为，电流为，热损耗功率为；除冰时，输电线上的热耗功率需变为，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）输电电流为_________ , 输电电压为_______.
三、解答题
19．如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r（在图中把导线电阻集中画为r）。那么：
（1）远距离大功率输电面临的困难是什么？
（2）输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？
20．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为100，输出电压为250V。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：8，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器。求：
(1)升压变压器的输出端电压；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
21．如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W。输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，输电时在输电线上损失的电功率为3200W。用户获得220 V电压，求：
（1）按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？
（2）应选用的升压变压器匝数比多大？
（3）应选用的降压变压器匝数比多大？
22．某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。当发电厂输出的功率为P0时，纯电阻用电设备消耗的功率为P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到低于用电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0时，用电设备可获得的功率增加至P2试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
记变压器T1原副线圈的电压分别为U1、U2，记变压器T2原副线圈的电压分别为U3、U4，再记流过R的电流为I2，根据原副线圈电压比与匝数比的关系有
= ， =
代入数据有
U2 = nU，U3 = 0.9nU
由于为理想变压器，则有
UR = U2 - U3 = 0.1nU，I2 = =
根据欧姆定律有
R = =
故选D。
2．A
【详解】
A．4个灯泡的电流为
输电线电流为
输电线上损失的电功率为
A正确；
B．根据题意得
故B错误；
CD．两盏灯断路后，小灯泡不能正常发，小灯泡的实际电压不清楚，无法计算降压变压器副线圈的电流，从而无法得到 和 ，CD错误。
故选A。
3．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。
4．A
【详解】
A．当用户用电器的总电阻增大时，即用电器的数量减少，则降压变压器的输出功率减小，而副线圈电压不变，则副线圈电流减小，则降压变压器的原线圈电流减小，则输电线上损失的功率减小，故A正确；
B．发电机输出交流电的电压最大值是，有效值为
故B错误；
C．由A解析可知，用户用电器的总电阻对输电线的电流也有影响，故C错误；
D．用户用电器上交流电的频率应当与发电机输出正弦式交变电流的频率相同，即为
故D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．由升压变压器
可得
可知改造后输电电压不变，故A错误；
B．由发电总功率
可得不变，所以输电线上的电压降为
由于改造后输电线电阻R变小，可知输电线上的电压降减小，改造后降压变压器原线圈两端电压
增大，故B错误；
C．由降压变压器
可知改造后降压变压器的匝数比增大，故C错误；
D．输电线上损失的功率
减小，改造后降压变压器输出功率
变大，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
输送功率与输送电压及输送电流的关系为
P=UI
线路上损耗的功率为
ΔP=I2R=
可知损耗的功率与电压的平方成反比,即
ΔP1∶ΔP2=4∶1
所以输电线上损耗的功率为，A正确。
故选A。
7．D
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
知，输电电压提高到原来的n倍，则输电电流变为原来的，根据
可知输电线上的电压损失减为原来的，故AC错误；
BD．由
输电线上的功率损失减为原来的，故B错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．S断开时，副线圈的电压为220V、电流为22A，其原线圈的电压为2200V、电流为2.2A，输电线损耗的电压为、功率为P1=24.2W，副线圈的电压为2211V，原线圈的电压为221.1V，所以，故A错误；
BCD．S闭合后，对，如果不变，则原、副线圈的电压均减小，需要将变大（）才能使副线圈电压变回到220V，此时副线圈电流为44A，所以原线圈中电流大于4.4A，电压小于2200V，故输电线损耗的功率，故BC错误，D正确。
故选D。
9．A
【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。
10．D
【详解】
A．由于变压器只交流电改变电压，不改变交流电的频率，由图乙可知，用户用电器上交流电的频率是50 Hz。A错误；
B．发电机输出交流电的电压的最大值为500V，因此有效值为
B错误；
C．输电线的电流由升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比用户，用电量以及输电导线的电阻共同决定，C错误；
D．当用户用电器的总电阻增大时，降压变压器副线圈电流减小，因此输电线的电流减小，输电线上损失的功率减小，D正确。
故选D。
11．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。
12．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。
13．A
【详解】
根据
P=IU
P线=I2R
可得
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。
故选A。
14．C
【详解】
A.电压表的示数为交流电源电压的有效值为110V，A错误；
B.根据
代入数据可得
求得
U3=1000V
在降压变压器的输入端，且输入功率P=1000W，由
代入数据可得
I3=1A
即电流表读数为1A，B错误；
C.由
得输电线上损失功率为
C正确；
D.升压变压器副线圈的电压为
U2=U3+I3r=1025V
由
得升压变压器原、副线圈的匝数比为
D错误。
故选C。
15．D
【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。
16． 5000W 50W
【详解】
[1]用200V电压输送，输电线上损失的电功率为
[2]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
17．10
【详解】
设原来的电压为U，电功率为P，则
由于电压的降低，电炉的实际功率降低了19%，电炉的电阻不变，故
故
即电压比原电压降低了10%。
18． 3I
【详解】
试题分析：根据P=I2R可知若除冰时，输电线上的热耗功率需变为，则输电电功率和输电线电阻不变的情况下输电电流变为3I；根据P=IU可知，输电电压为.
考点：远距离输电
19．（1）在输电线上有功率损失和电压损失；（2）有一部分电能转化为电热而损失掉。，两个途径为①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U
【详解】
（1）在输电线上有功率损失和电压损失；
（2）由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因，功率损失表达式
所以降低输电损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U。
20．(1) ；(2)
【详解】
(1)根据
可得升压变压器的输出端电压
(2)输电线的电流
输电线损失的电压
降压变压器的输入电压
根据
降压变压器原、副线圈的匝数比
21．（1）2.19×105 kW·h或7.884×1011 J；（2）；（3）
【详解】
（1）因为P=1.0×105 W，t=365×6 h
E=Pt=2.19×105 kW·h
或E=7.884×1011 J
（2）依题意作出如图输电示意图
升压变压器原线圈的电流为
输电线中的电流为I2，则
I22R线=P损
所以
I2=20A
升压变压器T1的匝数比为
（3）降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总，用户获得的总功率为
P用=P-P损
又
P用=U4I总=U4I4
所以
I4=440 A
其原线圈中电流
I3=I2=20A
降压变压器的匝数比为
22．，
【详解】
设发电厂的输出电流为I0，输电线的电阻为R，用电设备的电阻为r，没有变压器时，输电线上消耗的电功率为
PR1=P0-P1=IR①
用电设备消耗的功率为
P1=Ir ②
用了变压器后，输电线上消耗的电功率为
PR2=P0-P2=I2R ③
（式中I是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流）
由①和③式可得
I=I0④
所以
此时用电设备消耗的功率为
P2=I′2r⑤
联立②⑤式得
I′=I0⑥
由④式和⑥式得
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