3.4电能的远距离输送 练习（word版含答案）

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．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
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．如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（　　）
A．升压变压器副线圈电压U2降低 B．降压变压器原线圈电压U3升高
C．输电线消耗的功率增大 D．发电机的输出功率不变
4．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ΔP，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为ΔP，设输电线总电阻不变，那么输电电压应为（　　）
A．4U B．8U C．16U D．32U
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
7．从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。如图所示的远距离输电示意图中的变压器均为理想变压器，发电机产生正弦交流电电压有效值不变，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1∶50，隆压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=50∶1，已知用户两端电压的有效值U4=220V，且用户消耗的电功率为11kW，远距离输电的输电线的总电阻r=100Ω（认为输电中的能量损耗完全由电阻产生），则（　　）
A．升压变压器的副线圈两端电压的有效值为11.1kV
B．降压变压器的原线圈中的电流的有效值为2A
C．输电线上消耗的功率为1000W
D．升压变压器的输入功率为11.5kW
8．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器。发电机功率不变，为减小输电线上功率损耗，下列方法可行的是（　　）
A．n1加倍，n2加倍
B．n1加倍，n2减半
C．n2减半，n1减半
D．n1减半，n2减半
9．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
10．如图所示，可以将电压升高给电灯供电的变压器是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，T1、T2为理想变压器，R为输电线的等效电阻。保持变压器T1的输入电压不变，灯泡L正常发光。现将变压器T1副线圈上的触头P上移，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L变亮
B．R消耗的电功率减小
C．变压器T1的输入功率不变
D．变压器T2的输入电压增大
12．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
13．以下关于电能输送的分析，正确的是（　　）
A．由公式P＝知，输电电压越高，输电线上功率损失越大
B．由公式P＝知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越大
C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越小
D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比
14．远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则 （　　）
A．
B．输电线损失的电功率为
C．提高输送电压U2，则输电线电流I2增大
D．电厂输送电功率为U2I2
15．2019年7月1日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100千伏“新疆淮东—安徽皖南”特高压直流工程正式投运，该特高压工程在全压运行前，首先试投运电压为±550千伏的双极低端直流系统，在输送功率不变的情况下，全压直流输电后因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的（　　）
A．10% B．25%
C．50% D．75%
二、填空题
16．一个电站，向某小区供电，输出的电功率为110kW，采用11kV的高压输送，输电线总电阻为1.0欧姆，在输送线路上损失的功率为__________W。进入小区变压器后，再用220V低压输送到每个用户，该小区变压器原副线圈匝数比n1:n2 =_________。
17．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经理想变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻为R=1 kΩ，到目的地经理想变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W)，若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，发电机处于满负荷工作状态，则升压变压器的原副线圈匝数比为_________，正常发光的灯泡有______盏
18．下图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,发电机输出功率为,输出电压是,用户需要的电压是.输电线电阻为,若已知输电线中因发热而损失的功率为输送功率的,则在输电线路中设置的升压变压器原副线圈的匝数比为_________，降压变压器原副线圈的匝数比为_________，远距离输电线路中损失的电压为___________，用户得到的电功率为___________．
三、解答题
19．风能是可再生清洁能源，永春县首个风力发电站在外山乡落成，远距离输电先升压后降压。假设其中发电机输出电压为，输送线路的总电阻。输送功率，升压变压器原、副线圈的匝数比1：20，用户需要的电压是，求：
（1）导线上损失的功率是多少？
（2）在输电线路中设的降压变压器原、副线国的匝数比；
（3）用户得到的电功率是多少？
20．一台小型发电机的最大输出功率为，输出电压恒为，现用电阻率为、横截面积为的输电线向距离处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，理想升压变压器原、副线圈匝数分别为，理想降压变压器原、副线圈匝数分别为。
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比值是多少？
21．某小型水力发电站的发电输出功率为，发电机的输出电压为，输电线总电阻。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器。设用户所需电压为，不计变压器的损失。（取）求：
（1）输电线上的电流；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
22．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V。求：
（1）升压变压器副线圈上的输出电流；
（2）升压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）升压变压器副线圈上的输出电压；
（4）降压变压器的原副线圈的匝数比．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．A
【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．C
【详解】
A．发电机的输出电压U1不变，升压变压器匝数比不变，则副线圈电压U2不变，A错误；
BC．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则降压变压器原线圈电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大、输电线上的电压损失增大，进一步导致降压变压器的输入电压U3减小，B错误，C正确；
D．用户开启的用电器增多，消耗的功率增大，发电机输出功率随之增大，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
由P=UI知，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，由上式得输电电压U应增为4U；
故选A．
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．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。
7．A
【详解】
AB．降压变压器副线圈电流
根据
解得输电线中的电流
输电线上的损失电压为
根据电压与匝数成正比
得降压变压器原线圈两端的电压为
升压变压器的副线圈两端电压有效值
B错误A正确；
C．输电线上损失的功率
C错误；
D．升压变压器的原线圈输入的电功率为
D错误。
故选A。
8．B
【详解】
输电线上功率损耗P损=I22R，为减小输电线上功率损耗，必须减小输电线上电流I。发电机功率P=U1I1不变，变压器输入电功率等于输出电功率
U1I1=U2I2
由变压器变压公式，U1∶U2=n1∶n2，联立解得
I2=I1
所以要减小输电线上功率损耗，可行的方法是：n1加倍，n2减半。
故选B。
9．B
【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。
10．C
【详解】
AB．变压器只能对交变电流实现变压，不能对直流电流变压，故A、D错误；
CD．由于电压比与变压器线圈匝数比成正比，副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压，所以B错误，C正确。
故选C。
11．B
【详解】
现将变压器T1副线圈上的触头P上移，根据电压与匝数成正比可知，T1的副线圈电压减小，将T2的副线圈等效到T1副线圈回路中，则回路总电压减小，则电流减小，故灯泡L变暗，R消耗的电功率 ，减小，变压器T1的输入功率与输出功率相等， 减小，灯泡两端电压减小，则变压器T2的输出电压减小，匝数比不变，则变压器T2的输入电压减小，故B正确ACD错误。
故选B。
12．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。
13．B
【详解】
A．在计算输电线上功率损失时，公式P＝中的U表示的是输电线上的电压降，而不是输电电压；在输送电能一定时，由P=UI可知，输电电压越高，输电电流越小，由 P=I2R，可知输电线上功率损失越小，A错误；
B．由公式P＝计算输电线功率损失时，公式中的U必须是输电线上的电压降，则公式可变成 P=I2R，则有输电线的电阻越大，输电线上功率损失越大，B正确；
C．根据公式P＝I2R可得输电电流越大，输电导线上功率损失越大，C错误；
D．由公式P＝UI计算输电导线上的功率损失时，U必须是输电线上的电压降，则公式变成 P=I2R，输电导线上的功率损失与电流的平方成正比，D错误。
故选B。
14．D
【详解】
A．由于输电线总电阻为R，输电线上有电压降，U线＜U2．根据欧姆定律得：
故A错误；
B．输电线上有功率损失
故B错误；
C．根据P=UI知在功率不变的情况下，增大U，I减小，故C错误；
D．理想变压器不改变电功率，U2I2=U1I1，故电厂输送电功率为U2I2，故D正确。
故选D。
15．B
【详解】
由题意可知，全压投运的电压为试投运电压的2倍，由公式I=可知，全压投运的输电电流为试投运的，由公式P损=I2r，所以全压投运时输电线上的电功率损失为试投运的，即25%。
故选B。
16． 100 50
【详解】
[1]在输送线路上损失的功率为
[2]小区变压器原线圈两端的电压为
该小区变压器原副线圈匝数比为
17． 1∶50 6×104
【详解】
[1]．由可得，升压变压器输入电流
；
由得，升压变压器的输出电流
；
由得
；
[2]．用户得到的功率
；
可供灯泡正常发光的盏数
盏．
【点睛】
本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压，不是发电机的输出电压．本题突破点是由输电线上的损失功率，从而算出电线上的电流．
18．
【详解】
根据题意可知，输电线损耗功率，又，解得，输电线电流，
所以，
故，远距离输电线路中损失的电压为，解得降压变压器原线圈两端电压为，所以；
用户得到的电功率：．
【点睛】对于远距离输电这一块，（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；（2）电压损失：输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③．
19．（1）1kW；（2）45：1；（3）99kW
【详解】
（1）升压变压器副线圈电压
导线上损失的功率为
（2）电压损失
降压变压器原线圈端电压
降压变压器原、副线圈匝数比
（3）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率
20．(1)；(2)
【详解】
(1)导线电阻
代入数据解得
升压变压器原线圈中电流满足
得
升压变压器副线圈中电流满足
解得
由
得
(2)降压变压器的输入电压满足
代入数据解得
因为输出电压
由
得
21．(1)20A；(2)；(3)
【详解】
(1)画出输电的示意图
输电线中的功率损失为
解得
(2) 由公式，可得升压变压器的副线圈两端的电压为
故升压变压器的原、副线圈的匝数比为
(3)降压变压器得到的电压为
由题意可知降压变压器的副线圈的电压为：，则降压变压器的原、副线圈的匝数比为
22．（1）20A；（2）；（3）5000V；（4）
【详解】
（1）输电线上的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，根据
解得输电线上的电流
则升压变压器副线圈上的输出电流为20A；
（2）发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，则升压变压器的原线圈的电流为
根据理想变压器
可得
（3）根据
解得
（4）降压变压器原线圈的电压
根据
解得
答案第1页，共2页
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