选择性必修二3.4电能的输送 练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 选择性必修二3.4电能的输送 练习 （word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 808.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-06 05:23:01 | ||
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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．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πt（V），则下列说法正确的是（ ）
A．当t＝s时，c、d间的电压瞬时值为110V
B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
C．当单刀双掷开关与a连接时，滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均减小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均减小
2．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（ ）
A．电动机的机械效率为60%
B．电流表的示数为10A
C．输电线路损失的电功率为200W
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5
3．如图所示，有一台交流发电机E。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，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）
A．P2变大，P3变大 B．P1变小，P2变小
C．U2变小，U3变小 D．U2变小，U4变大
4．如图所示为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。图中两个变压器均视为理想变压器。在发电厂输出功率和输出电压U1都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．因为输电线的电阻减小，两输电线左端电压U2一定减小
B．因为输电线的电阻减小，两输电线右端电压U3一定减小
C．因为输电线的电阻减小，输电线上的电流一定变大
D．因为输电线的电阻减小，用户端的电压U4一定变大
5．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
6．如图所示，一台交流发电机E，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，R为输电线的总电阻。T1的输入电压、输入电流和输入功率分别为U1、I1和P1，它的输出电压、输出电流和输出功率分别为U2、I23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、输出电流和输出功率分别为U4、I4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，下列说法正确的是（ ）
A．U2减小，U4变大 B．U2不变，U3变小
C．U2不变，I23变小 D．I4变小，P3变大
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．图示为某发电厂向偏远山区输送电能的示意图，发电厂通过升压变压器和降压变压器向纯电阻用电器（未知）供电。已知输电线的总电阻为R，原、副线圈匝数比为1∶10，原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈两端的瞬时电压，测得发电厂回路中电流有效值为I。若均可视为理想变压器，发电机的内阻不计，则（ ）
A．降压变压器中电流的频率为 B．输电线消耗的总功率为
C．用电器消耗的功率为 D．用电器的电阻为
10．如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为
B．降压变压器的输入电压为
C．升压变压器的匝数比为
D．降压变压器的匝数比为
11．超导材料电阻降为零的温度称为临界温度。1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（ ）
A．1kW B．1.6×103kW
C．1.6kW D．10kW
12．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副，线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少
D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
二、填空题
13．输送1.0×105瓦的电功率，用发1.0×104伏的高压送电，输电导线的电阻共计1.0欧，输电导线中的电流是______A，输电导线上因发热损失的电功率是______W。
14．输电线的总电阻为R，输送电功率为P。现用电压U来输电，输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________。如果用2U电压来输电，则输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________。两次损失的功率之比为________。
15．要减少电能输送时的损失，主要的途径有：
①_____；
②_____。
16．用电压U和kU通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为_________，若采用同样粗细的输电导线输电，则前后两种情况下输电导线上损失的功率之比为_________。
17．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______ ．
三、解答题
18．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。
19．采用110高压输电，输送电功率为4800的电能，输电导线中的电流是多少？如果用110V电压输送同样功率的电能，输电导线中电流是多少？
我们在初中曾经做过类似的题目，那时是用直流电路的知识来处理的。在纯电阻的交流电路中，同样有公式和。想想看，这里的U和I的含义与初中有什么不同？
20．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。
21．一台的发电机发出的电，若用的电压满负荷输送，输电线上的电流将有多大？假如两条输电线每千米的电阻是，那么电流在长的两条输电线上将损耗多少热功率？若以这种方式将电能输送的距离，输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？
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】
A．将t＝s代入c、d间电压的瞬时值表达式得，c、d间的电压瞬时值为110V，故A错误；
B．当单刀双掷开关与a连接时，匝数之比为10：1，原线圈两端电压的有效值为220V，所以副线圈电压的有效值为22V，电压表示数为22V，故B正确；
C．滑动变阻器滑片向上移动的过程中，电阻增大，电压表示数不变，电流表的示数减小，故C错误；
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数之比变为5:1，副线圈电压增大，电压表和电流表的示数均增大，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
A.电动机的输入功率为，两端电压为，则通过电动机的电流
则电动机内部消耗的功率
则电动机输出功率
则电动机的机械效率
A错误；
BC.根据变流比可知，降压变压器输入电流
根据变压比可知，降压变压器输入电压
根据欧姆定律可知，输电线分压
△
输电线消耗功率
△△
则升压变压器输出电压
△
升压变压器的输出功率
△
则升压变压器输入功率
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，则升压变压器的输入电流
电流表的示数为11A，BC错误；
D.根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比
D正确。
故选D。
3．A
【详解】
AB．因为
P1＝P2＝ΔP＋P3
P3＝P4
由于P4增大，则T2次级电流变大，则初级电流也变大
可知ΔP、P3及P1、P2均变大，A正确，B错误；
CD．因为
U2＝U1
U1一定，所以U2不变，CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．由于发电厂的输出电压U1不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压U2不变，即两输电线左端电压U2不变，故A错误；
BC．输电功率P与输电电压U2都不变，由P＝UI可知输电线上的输电电流I不变，输电线的电阻R减小，输电线上损失的电压
U损＝I线R
减小，降压变压器的输入电压
U3＝U2﹣U损
增大，故BC错误；
D．降压变压器原副线圈匝数不变，降压变压器输入电压U3增大，降压变压器副线圈输出电压即用户端的电压U4变大，故D正确。
故选D。
5．D
【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．
6．B
【详解】
当用户消耗的电功率变大时，P4变大，则P3变大；I4变大，I23变大，根据
可知，U2不变，导线上的电压损失变大，则
U3=U2-I23R
减小，根据
可知，U3减小。
故选B。
7．C
【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．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．D
【详解】
A．降压变压器中电流的周期
频率
A错误；
B．原线圈两端的电压
由
得
由
得
发电厂的输出功率
输电线消耗的总功率
B错误；
C．用电器消耗的功率
C错误；
D．由
得
而，得用电器的电流，又
得用电器的电阻
D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．输电线上通过的电流
故A错误；
B．输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误；
C．升压变压器的匝数比
故C正确；
D．降压变压器的匝数比
故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
当输电导线总电阻为0.4Ω时，由
P=UI
得
I=
输电线上损失的功率
=1kW
BCD错误，A正确。
故选A。
12．D
【详解】
A．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
U2＝2200V，I2＝100A
所以线路输送的电功率为
P＝U2I2＝2200×100W＝220kW
故A错误；
B．输电线损耗的功率为
若保持P不变，输电电压U2增大，则ΔP减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律有
U3＝U2﹣I2r
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗电压为
ΔU＝I2r
所以ΔU 增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选D。
13．【答题空1】10
【答题空2】100
考查了电功率的计算，电能的输送
【详解】
由
得输电导线中的电流
输电导线上因发热损失的电功率
14． 4∶1
【详解】
略
15． 减小导线的电阻 提高输送的电压
【详解】
[1]由
可知，输电功率P一定，输电电压U一定，减小导线的电阻，输电线损失的功率越小，导线损失的电能越小；
[2] 输电功率P一定， 导线的电阻一定，提高输送的电压，导线损失的功率减小，导线损失的电能减小。
16． k2：1 k2：1
【详解】
[1]根据知，，输电线上损耗的功率
因为输送电压之比为，损耗功率相等，则电阻之比为，根据电阻定律得，，则横截面积之比为；
[2]若采用同样粗细的输电导线输电，则输电线的电阻相同，输送电压之比为，根据知，输送电流之比为k：1，根据知，损失的功率之比为
17．
【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．
18．(1)4500V；(2)；
【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
19．43.6A；43636A；在初中电路中U=IR，I表示电流，U表示电阻两端的电压；
P=UI，U表示电压、I表示电流，UI表示电功率；在纯电阻交流电路中U=IR，电流、电压的表示与初中相同；对于P=UI，U表示输送电压，I表示输送电流。
【详解】
根据
P=UI
采用110kV高压输电，输电的电流
采用110V电压输电，输电的电流
在初中电路中U=IR，I表示电流，U表示电阻两端的电压；P=UI，U表示电压、I表示电流，UI表示电功率；在纯电阻交流电路中U=IR，电流、电压的表示与初中相同；对于P=UI，U表示输送电压，I表示输送电流。
20．（1）；（2）
【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
21．1.56×104A； ；
【详解】
根据电功率的公式
得输电线上的电流
这样大的电流，经过的输电线（电阻为），损耗的热功率
在的距离上，输电线电阻。
损耗的热功率
也就是说，输送距离，就有的电能被导线上的电阻损耗了。由此可见，远距离输电时，必须设法减少输电线上的电能损耗。
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
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一、单选题
1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πt（V），则下列说法正确的是（ ）
A．当t＝s时，c、d间的电压瞬时值为110V
B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
C．当单刀双掷开关与a连接时，滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均减小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均减小
2．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（ ）
A．电动机的机械效率为60%
B．电流表的示数为10A
C．输电线路损失的电功率为200W
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5
3．如图所示，有一台交流发电机E。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，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）
A．P2变大，P3变大 B．P1变小，P2变小
C．U2变小，U3变小 D．U2变小，U4变大
4．如图所示为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。图中两个变压器均视为理想变压器。在发电厂输出功率和输出电压U1都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．因为输电线的电阻减小，两输电线左端电压U2一定减小
B．因为输电线的电阻减小，两输电线右端电压U3一定减小
C．因为输电线的电阻减小，输电线上的电流一定变大
D．因为输电线的电阻减小，用户端的电压U4一定变大
5．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
6．如图所示，一台交流发电机E，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，R为输电线的总电阻。T1的输入电压、输入电流和输入功率分别为U1、I1和P1，它的输出电压、输出电流和输出功率分别为U2、I23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、输出电流和输出功率分别为U4、I4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，下列说法正确的是（ ）
A．U2减小，U4变大 B．U2不变，U3变小
C．U2不变，I23变小 D．I4变小，P3变大
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．图示为某发电厂向偏远山区输送电能的示意图，发电厂通过升压变压器和降压变压器向纯电阻用电器（未知）供电。已知输电线的总电阻为R，原、副线圈匝数比为1∶10，原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈两端的瞬时电压，测得发电厂回路中电流有效值为I。若均可视为理想变压器，发电机的内阻不计，则（ ）
A．降压变压器中电流的频率为 B．输电线消耗的总功率为
C．用电器消耗的功率为 D．用电器的电阻为
10．如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为
B．降压变压器的输入电压为
C．升压变压器的匝数比为
D．降压变压器的匝数比为
11．超导材料电阻降为零的温度称为临界温度。1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（ ）
A．1kW B．1.6×103kW
C．1.6kW D．10kW
12．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副，线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少
D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
二、填空题
13．输送1.0×105瓦的电功率，用发1.0×104伏的高压送电，输电导线的电阻共计1.0欧，输电导线中的电流是______A，输电导线上因发热损失的电功率是______W。
14．输电线的总电阻为R，输送电功率为P。现用电压U来输电，输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________。如果用2U电压来输电，则输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________。两次损失的功率之比为________。
15．要减少电能输送时的损失，主要的途径有：
①_____；
②_____。
16．用电压U和kU通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为_________，若采用同样粗细的输电导线输电，则前后两种情况下输电导线上损失的功率之比为_________。
17．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______ ．
三、解答题
18．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。
19．采用110高压输电，输送电功率为4800的电能，输电导线中的电流是多少？如果用110V电压输送同样功率的电能，输电导线中电流是多少？
我们在初中曾经做过类似的题目，那时是用直流电路的知识来处理的。在纯电阻的交流电路中，同样有公式和。想想看，这里的U和I的含义与初中有什么不同？
20．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。
21．一台的发电机发出的电，若用的电压满负荷输送，输电线上的电流将有多大？假如两条输电线每千米的电阻是，那么电流在长的两条输电线上将损耗多少热功率？若以这种方式将电能输送的距离，输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？
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】
A．将t＝s代入c、d间电压的瞬时值表达式得，c、d间的电压瞬时值为110V，故A错误；
B．当单刀双掷开关与a连接时，匝数之比为10：1，原线圈两端电压的有效值为220V，所以副线圈电压的有效值为22V，电压表示数为22V，故B正确；
C．滑动变阻器滑片向上移动的过程中，电阻增大，电压表示数不变，电流表的示数减小，故C错误；
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数之比变为5:1，副线圈电压增大，电压表和电流表的示数均增大，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
A.电动机的输入功率为，两端电压为，则通过电动机的电流
则电动机内部消耗的功率
则电动机输出功率
则电动机的机械效率
A错误；
BC.根据变流比可知，降压变压器输入电流
根据变压比可知，降压变压器输入电压
根据欧姆定律可知，输电线分压
△
输电线消耗功率
△△
则升压变压器输出电压
△
升压变压器的输出功率
△
则升压变压器输入功率
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，则升压变压器的输入电流
电流表的示数为11A，BC错误；
D.根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比
D正确。
故选D。
3．A
【详解】
AB．因为
P1＝P2＝ΔP＋P3
P3＝P4
由于P4增大，则T2次级电流变大，则初级电流也变大
可知ΔP、P3及P1、P2均变大，A正确，B错误；
CD．因为
U2＝U1
U1一定，所以U2不变，CD错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．由于发电厂的输出电压U1不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压U2不变，即两输电线左端电压U2不变，故A错误；
BC．输电功率P与输电电压U2都不变，由P＝UI可知输电线上的输电电流I不变，输电线的电阻R减小，输电线上损失的电压
U损＝I线R
减小，降压变压器的输入电压
U3＝U2﹣U损
增大，故BC错误；
D．降压变压器原副线圈匝数不变，降压变压器输入电压U3增大，降压变压器副线圈输出电压即用户端的电压U4变大，故D正确。
故选D。
5．D
【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．
6．B
【详解】
当用户消耗的电功率变大时，P4变大，则P3变大；I4变大，I23变大，根据
可知，U2不变，导线上的电压损失变大，则
U3=U2-I23R
减小，根据
可知，U3减小。
故选B。
7．C
【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．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．D
【详解】
A．降压变压器中电流的周期
频率
A错误；
B．原线圈两端的电压
由
得
由
得
发电厂的输出功率
输电线消耗的总功率
B错误；
C．用电器消耗的功率
C错误；
D．由
得
而，得用电器的电流，又
得用电器的电阻
D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．输电线上通过的电流
故A错误；
B．输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误；
C．升压变压器的匝数比
故C正确；
D．降压变压器的匝数比
故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
当输电导线总电阻为0.4Ω时，由
P=UI
得
I=
输电线上损失的功率
=1kW
BCD错误，A正确。
故选A。
12．D
【详解】
A．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
U2＝2200V，I2＝100A
所以线路输送的电功率为
P＝U2I2＝2200×100W＝220kW
故A错误；
B．输电线损耗的功率为
若保持P不变，输电电压U2增大，则ΔP减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律有
U3＝U2﹣I2r
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗电压为
ΔU＝I2r
所以ΔU 增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选D。
13．【答题空1】10
【答题空2】100
考查了电功率的计算，电能的输送
【详解】
由
得输电导线中的电流
输电导线上因发热损失的电功率
14． 4∶1
【详解】
略
15． 减小导线的电阻 提高输送的电压
【详解】
[1]由
可知，输电功率P一定，输电电压U一定，减小导线的电阻，输电线损失的功率越小，导线损失的电能越小；
[2] 输电功率P一定， 导线的电阻一定，提高输送的电压，导线损失的功率减小，导线损失的电能减小。
16． k2：1 k2：1
【详解】
[1]根据知，，输电线上损耗的功率
因为输送电压之比为，损耗功率相等，则电阻之比为，根据电阻定律得，，则横截面积之比为；
[2]若采用同样粗细的输电导线输电，则输电线的电阻相同，输送电压之比为，根据知，输送电流之比为k：1，根据知，损失的功率之比为
17．
【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．
18．(1)4500V；(2)；
【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
19．43.6A；43636A；在初中电路中U=IR，I表示电流，U表示电阻两端的电压；
P=UI，U表示电压、I表示电流，UI表示电功率；在纯电阻交流电路中U=IR，电流、电压的表示与初中相同；对于P=UI，U表示输送电压，I表示输送电流。
【详解】
根据
P=UI
采用110kV高压输电，输电的电流
采用110V电压输电，输电的电流
在初中电路中U=IR，I表示电流，U表示电阻两端的电压；P=UI，U表示电压、I表示电流，UI表示电功率；在纯电阻交流电路中U=IR，电流、电压的表示与初中相同；对于P=UI，U表示输送电压，I表示输送电流。
20．（1）；（2）
【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
21．1.56×104A； ；
【详解】
根据电功率的公式
得输电线上的电流
这样大的电流，经过的输电线（电阻为），损耗的热功率
在的距离上，输电线电阻。
损耗的热功率
也就是说，输送距离，就有的电能被导线上的电阻损耗了。由此可见，远距离输电时，必须设法减少输电线上的电能损耗。
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
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