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 | 739.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-09 03:12:27 | ||
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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，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
2．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
3．在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则与的关系正确的为（ ）
A．； B．；
C．； D．；
4．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
5．某山区有一小型水电站，每分钟有60m3的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差是50m。则（ ）
A．水从高处落下，重力每分钟做功
B．若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是3.5×105W
C．若输电电压为10000V，输电电流是3.5A
D．若输电电压为10000V，输电线总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是612.5J
6．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
7．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
8．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
9．浙北一福州1000千伏特高压交流输变电工程是国家电网公司投运的第三条特高压交流工程，也是福建电网首个特高压线路工程。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。在传输电能总功率不变的情况下，从原来的500千伏超高压输电升级为1000千伏的特高压输电，只考虑输电线电阻产生的能量损失，下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的2倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的4倍
C．若损失功率不变，传输相同距离，用相同材料制成的输电线横截面积变为原来的
D．若损失功率不变，相同材料，相同粗细的输电线的传输距离是原来的2倍
10．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1:100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（ ）
A．a是交流电压表，b是交流电流表
B．的原、副线圈匝数比为100:1
C．高压线路输送的电流为1A
D．高压线路输送的电功率为
11．用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比S1∶S2为（ ）
A． B． C． D．
12．远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率
B．提高输电电压，势必增大输电导线上的电流
C．提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗
D．只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率
13．一发电站采用高电压向外输送电能，输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R，则下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流为 B．输电线上的电流为
C．输电线上损失的电压为U D．输电线上损失的功率为
14．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
15．在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（ ）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例减小
二、填空题
16．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1=_________， =___________．
17．小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示，则电流I1=___________；升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1：n2=___________；降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3：n4= _________。
18．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．
三、解答题
19．电炉、电阻器的电阻丝一般用电阻率大的合金来制作，而引出线一般用电阻率小的铝线或铜线，这是为什么？高压输电线一般用铝线而不用铜线，这又是为什么
20．有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是，端电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，两变压器之间输电导线的总电阻，降压变压器输出电压，两变压器均可视为理想变压器，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍？
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．利用发电机把天然存在的各种形式的能（水流能、风能、煤的化学能……）转化为电能。为了合理利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，通过高压输送线路把电能输送到远方。如果某发电站将U＝6000V的电压直接加在高压输送线路的输入端向远方供电，输送的电功率为P＝800kW。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9600kW·h。（1kW·h=3.6×106J）
（1）求此种情况下，高压线路的输电效率；
（2）若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则需要在发电站处应安装一个变压比是多少的变压器
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【详解】
输电线电阻
输电电流
故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
A．每分钟下落水的重力
每分钟重力做的功
故A错误；
B．每分钟得到的电能
水电站的发电功率
故B正确；
C．若输电电压为10000V，输电电流是
故C错误；
D．若输电电压为10000V，输电线总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量
故D错误。
故选B。
6．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。
7．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。
8．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。
9．C
【详解】
AB．输电线上损失的电压为
输电线上损失的功率为
在功率不变时，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的，若输电线不变，则变为原来的，变为原来的，故AB错误；
CD．如果损失功率不变，则有
解得
如果输电线材料相同，则电阻率不变，根据电阻定律可知，传输距离不变时，输电线横截面积要变为原来的；输电线横截面积不变时，传输距离是原来的4倍，故C正确，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．两端接在同一根电线上，因此a是交流电流表，两端接在两根电线上，因此b是交流电压表，A错误；
B．变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，所以原、副线圈匝数之比为
B错误；
C．变压器原副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为100A，C错误；
D．由C选项可知高压线路输送的电功率为
D正确。
故选D。
11．C
【详解】
由输送的电功率P=IU，损失的电功率ΔP=I2R，得
由题意知
由此得
因为 ，所以
故选C。
12．A
【详解】
A．输送功率不变时，根据可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，提高输电效率，A正确；
B．根据可知，输送功率不变时，提高电压可以小输电线上的电流，B错误；
C．根据输送功率不变时，根据 可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率 可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，减小了输电导线上能量的损耗，C错误；
D．输送功率不变，根据P=UI知，增大导线的电阻，对电流无影响，D错误。
故选A。
13．B
【详解】
AB. 输电线上的电流为.
当U是导线上损失的电压，可以用电流
而本题中电压U为输电电压，不是导线上的损失电压，故A错误，B正确；
C. 因U为输电电压，不是输电线上损失的电压，故C错误；
D．因U为输电电压，不是加在导线两端的电压，故不能用公式
计算输电线上损失的功率，故D错误。
故B正确。
14．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。
15．C
【详解】
A ．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，选项 A 错误；
B ．由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压 U2不变，根据P=UI 可输电线上的电流I线 增大，根据U损=I线R ，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3-U2=U损 可得，降压变压器的输入电压 U3 减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，选项 B 错；
C ．根据
又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，选项 C 正确；
D ．根据
发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大，选项 D 错误。
故选 C 。
16．
【详解】
当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为KU，输送功率P=KUI，所以 ；
当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，输电电压为nKU，输送功率P=nKUI′，所以 ；
17． 70A 1：4 133：22
【详解】
[1]电流
[2]输电线上损耗的功率
则输电线上的电流
根据理想变压器的电流规律
解得升压变压器的原、副线圈的匝数之比
[3]对于降压变压器
则降压变压器的原、副线圈的匝数之比
18．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．
19．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
电炉和电阻器都是纯电阻电路，目的是要电阻丝能够有较大的热功率，引出线是连接电路用的，热功率越小越好，通过它们的电流相等，根据
可知电阻丝的电阻较大，引出线的电阻较小。则电阻丝要用电阻率大的合金来制作，引出线用电阻率小的材料；
高压输电线一般都要架设到高空，铜的密度比铝的密度大的多，所以相同规格的铜的质量比铝的质量大的多，不容易架设，且铝线的韧性也比铜线的好。还有铜的价格比铝的价格高得多，所以产生的费用高。虽然铜的电阻率比铝的小，但铝导线也能满足高压输电的要求，所以高压输电线一般用铝线而不用铜线。
20．（1）2000V；（2）199：22；（3）
【详解】
（1）由题意可知升压变压器原线圈两端电压为U1=400V，设升压变变压器的输出电压为U2，则根据理想变压器原、副线圈电压关系有
代入数据解得U2=2000V。
（2）升压变压器原线圈的电流为
设升压变压器副线圈的电流（即两变压器之间输电导线中的电流）为I2，根据理想变压器原、副线圈电流关系有
代入数据解得I2=10A
设降压变压器的输入电压为U3，则根据闭合电路欧姆定律有
U3= U2-I2R=1990V
故降压变压器的原、副线圈的匝数比为
n3∶n4=U3∶U4=199∶22
（3）不用变压器时，输电导线的热损耗为
用变压器时，输电导线的热损耗为
解得。
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）此情况下，终端功率
所以输电效率
（2）设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知原来线路损耗
P损1==400kW
且
UI1=P
现在线路损耗
P损2=P×（1-98%）=
且
U'I2=P
又
解得
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，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
2．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
3．在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则与的关系正确的为（ ）
A．； B．；
C．； D．；
4．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
5．某山区有一小型水电站，每分钟有60m3的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差是50m。则（ ）
A．水从高处落下，重力每分钟做功
B．若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是3.5×105W
C．若输电电压为10000V，输电电流是3.5A
D．若输电电压为10000V，输电线总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是612.5J
6．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
7．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
8．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
9．浙北一福州1000千伏特高压交流输变电工程是国家电网公司投运的第三条特高压交流工程，也是福建电网首个特高压线路工程。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。在传输电能总功率不变的情况下，从原来的500千伏超高压输电升级为1000千伏的特高压输电，只考虑输电线电阻产生的能量损失，下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的2倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的4倍
C．若损失功率不变，传输相同距离，用相同材料制成的输电线横截面积变为原来的
D．若损失功率不变，相同材料，相同粗细的输电线的传输距离是原来的2倍
10．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1:100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（ ）
A．a是交流电压表，b是交流电流表
B．的原、副线圈匝数比为100:1
C．高压线路输送的电流为1A
D．高压线路输送的电功率为
11．用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比S1∶S2为（ ）
A． B． C． D．
12．远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率
B．提高输电电压，势必增大输电导线上的电流
C．提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗
D．只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率
13．一发电站采用高电压向外输送电能，输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R，则下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流为 B．输电线上的电流为
C．输电线上损失的电压为U D．输电线上损失的功率为
14．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
15．在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（ ）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例减小
二、填空题
16．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1=_________， =___________．
17．小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示，则电流I1=___________；升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1：n2=___________；降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3：n4= _________。
18．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．
三、解答题
19．电炉、电阻器的电阻丝一般用电阻率大的合金来制作，而引出线一般用电阻率小的铝线或铜线，这是为什么？高压输电线一般用铝线而不用铜线，这又是为什么
20．有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是，端电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，两变压器之间输电导线的总电阻，降压变压器输出电压，两变压器均可视为理想变压器，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果不用变压器，输电导线的热损耗是用变压器时的几倍？
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．利用发电机把天然存在的各种形式的能（水流能、风能、煤的化学能……）转化为电能。为了合理利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，通过高压输送线路把电能输送到远方。如果某发电站将U＝6000V的电压直接加在高压输送线路的输入端向远方供电，输送的电功率为P＝800kW。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9600kW·h。（1kW·h=3.6×106J）
（1）求此种情况下，高压线路的输电效率；
（2）若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则需要在发电站处应安装一个变压比是多少的变压器
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【详解】
输电线电阻
输电电流
故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
A．每分钟下落水的重力
每分钟重力做的功
故A错误；
B．每分钟得到的电能
水电站的发电功率
故B正确；
C．若输电电压为10000V，输电电流是
故C错误；
D．若输电电压为10000V，输电线总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量
故D错误。
故选B。
6．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。
7．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。
8．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。
9．C
【详解】
AB．输电线上损失的电压为
输电线上损失的功率为
在功率不变时，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的，若输电线不变，则变为原来的，变为原来的，故AB错误；
CD．如果损失功率不变，则有
解得
如果输电线材料相同，则电阻率不变，根据电阻定律可知，传输距离不变时，输电线横截面积要变为原来的；输电线横截面积不变时，传输距离是原来的4倍，故C正确，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．两端接在同一根电线上，因此a是交流电流表，两端接在两根电线上，因此b是交流电压表，A错误；
B．变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，所以原、副线圈匝数之比为
B错误；
C．变压器原副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为100A，C错误；
D．由C选项可知高压线路输送的电功率为
D正确。
故选D。
11．C
【详解】
由输送的电功率P=IU，损失的电功率ΔP=I2R，得
由题意知
由此得
因为 ，所以
故选C。
12．A
【详解】
A．输送功率不变时，根据可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，提高输电效率，A正确；
B．根据可知，输送功率不变时，提高电压可以小输电线上的电流，B错误；
C．根据输送功率不变时，根据 可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率 可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，减小了输电导线上能量的损耗，C错误；
D．输送功率不变，根据P=UI知，增大导线的电阻，对电流无影响，D错误。
故选A。
13．B
【详解】
AB. 输电线上的电流为.
当U是导线上损失的电压，可以用电流
而本题中电压U为输电电压，不是导线上的损失电压，故A错误，B正确；
C. 因U为输电电压，不是输电线上损失的电压，故C错误；
D．因U为输电电压，不是加在导线两端的电压，故不能用公式
计算输电线上损失的功率，故D错误。
故B正确。
14．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。
15．C
【详解】
A ．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，选项 A 错误；
B ．由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压 U2不变，根据P=UI 可输电线上的电流I线 增大，根据U损=I线R ，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3-U2=U损 可得，降压变压器的输入电压 U3 减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，选项 B 错；
C ．根据
又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，选项 C 正确；
D ．根据
发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大，选项 D 错误。
故选 C 。
16．
【详解】
当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为KU，输送功率P=KUI，所以 ；
当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，输电电压为nKU，输送功率P=nKUI′，所以 ；
17． 70A 1：4 133：22
【详解】
[1]电流
[2]输电线上损耗的功率
则输电线上的电流
根据理想变压器的电流规律
解得升压变压器的原、副线圈的匝数之比
[3]对于降压变压器
则降压变压器的原、副线圈的匝数之比
18．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．
19．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
电炉和电阻器都是纯电阻电路，目的是要电阻丝能够有较大的热功率，引出线是连接电路用的，热功率越小越好，通过它们的电流相等，根据
可知电阻丝的电阻较大，引出线的电阻较小。则电阻丝要用电阻率大的合金来制作，引出线用电阻率小的材料；
高压输电线一般都要架设到高空，铜的密度比铝的密度大的多，所以相同规格的铜的质量比铝的质量大的多，不容易架设，且铝线的韧性也比铜线的好。还有铜的价格比铝的价格高得多，所以产生的费用高。虽然铜的电阻率比铝的小，但铝导线也能满足高压输电的要求，所以高压输电线一般用铝线而不用铜线。
20．（1）2000V；（2）199：22；（3）
【详解】
（1）由题意可知升压变压器原线圈两端电压为U1=400V，设升压变变压器的输出电压为U2，则根据理想变压器原、副线圈电压关系有
代入数据解得U2=2000V。
（2）升压变压器原线圈的电流为
设升压变压器副线圈的电流（即两变压器之间输电导线中的电流）为I2，根据理想变压器原、副线圈电流关系有
代入数据解得I2=10A
设降压变压器的输入电压为U3，则根据闭合电路欧姆定律有
U3= U2-I2R=1990V
故降压变压器的原、副线圈的匝数比为
n3∶n4=U3∶U4=199∶22
（3）不用变压器时，输电导线的热损耗为
用变压器时，输电导线的热损耗为
解得。
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）此情况下，终端功率
所以输电效率
（2）设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知原来线路损耗
P损1==400kW
且
UI1=P
现在线路损耗
P损2=P×（1-98%）=
且
U'I2=P
又
解得
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