人教版（2019）选择性必修二3.4电能的输送（word版含答案解析）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修二3.4电能的输送（word版含答案解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-10 22:22:53 | ||
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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．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
3．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示。输电线总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为的用电器正常工作，则（ ）
A．图乙中电压的瞬时值表达式为
B．图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是，所以
C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
4．某发电厂向工厂供电，输送的功率为P，输出的电压为U，输电线路的总电阻为r。若用原、副线圈的匝数之比为1∶10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为（ ）
A． B．
C． D．
5．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．；
6．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
7．远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压输电时，线路损耗的电功率为；采用高压输电时，线路损耗的电功率为。若，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．某发电站向远方供电，将的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为；输送线路的终端获得的电功率为。若要将此输送线路的效率提升为98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比为（ ）
A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10
9．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
10．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比
D．用户得到的电流
11．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
12．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
A．通过电流的有效值是20A
B．降压变压器原、副线圈的电压比为
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
二、填空题
13．变压器是根据_______原理工作的；交流电在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用_______输电。
14．发电机的输出电压为250V，输出功率为10kW，通过变压比为1：10的升压变压器升压后向外输电，则输电电流为_______A，若输电线的总电阻为25Ω，则用户得到的实际功率为________kW。
15．电站向某地输送5000kW的电功率，若将输送电压提高10倍，同时将输电线截面积减为原来的一半，若变化前输电线上电功率损失是100kW．那么，变化后输电线上损失的电功率为______________．
16．如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶50，图中a、b表示电流表或电压表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，每根输电线的电阻为1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。
17．在远距离送电时，如果输送电压为2000V，输送功率为10kW，输电线的电阻为20Ω，则输电线上损失功率为______，损失电压为______，用户得到电压为______，用户得到的功率为______．
三、解答题
18．用发电机通过如图所示的输电线路给用户供电，发电机的输出功率为500kW，端电压U1为500V，升压变压器原副线圈的匝数比为150，两变压器输电导线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压U4为220V，变压器为理想变压器，求：
（1）升压变压器副线圈的端电压；
（2）输电导线上损失的电功率；
（3）降压变压器原副线圈的匝数比。
19．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．
20．某电站输电的电功率，输出电压，用原、副线圈匝数之比的变压器升压后向某小区供电，电能到达该小区后再用变压器降为220V。测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜（24h）示数相差480度。
(1)求输电线的总电阻r和小区端降压变压器原、副线圈的匝数之比；
(2)若要使输电效率提高到87.2%，又不改变输电线，只换变压器，分别求升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数之比。
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，还隐藏着一座年发电量约为98 550 kW·h的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。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）假若输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？
22．有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【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
【解析】
【分析】
【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。
3．A
【解析】
【详解】
A．根据乙图可知，电压的最大值，周期T=0.02s，所以
则乙图中电压的瞬时值表达式为
故A正确；
B．由变压器的电压比与匝数之比的关系得
，
因与为线路电压损失，即U2＞U3，又U1=U4所以
故B错误；
C．变压器变压变流不变频，通过变压器的原副线圈的电流的频率相同，故C错误；
D．因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
发电厂输出的电流为
输电线路上的电流为
工厂得到的功率为
故选C。
5．B
【解析】
【分析】
【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。
6．C
【解析】
【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。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据
、
可知，在输送的电功率一定的情况下，输电线上损耗的功率
又根据功率的比值可知
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
直接输送时
得
经过变压器升压后输送
得
则
故B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【解析】
【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。
10．C
【解析】
【详解】
A．发电机输出的电流
A错误；
B．输电线上的电流
B错误；
CD．在用户端，有
根据变压器的规律有
解得
，
C正确，D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【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。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V，负载电阻为10Ω，所以通过电流的有效值是，选项A正确；
B．降压变压器的原、副线圈匝数之比为，所以降压变压器原、副线圈的电压比为，选项B错误；
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压加上输电线上的电压，选项C错误；
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线上的功率，选项D错误。
故选A。
13． 电磁感应（或互感 ） 高压
【解析】
【详解】
[1]变压器是根据电磁感应原理工作的；
[2]交流电在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用高压输电。
14． 4 9.6
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由
可得，变压器副线圈的电压为，输电电流为
[2]线路损失的功率为
用户得到的实际功率为
15．2kW
【解析】
【详解】
，输电线电阻变为原来的两倍，损失功率变为原来的50分之一，为2 KW
16． b 5000 W 110 kW
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电表b串联在电路中，所以b为电流表；
[2]由
知，输电线上的电流为50 A，所以
5000 W
[3]由
知，输电线起始端的电压为2200 V ，则线路输送的电功率
P=UI=
17． 500W 100V 1900V 9500W
【解析】
【详解】
由电功率公式：
可以求出输电电流：5，
输电线上损失的功率为：
输电线上损失的电压为：
用户得到的电压为：
用户得到的功率为：
思路分析：输电功率等于输电电压和电流的乘积，输电线上消耗的电功率可以根据输电线通过的电流计算出．
试题点评：本题考查输电问题．
18．（1）25000V；（2）600W；（3）25722
【解析】
【详解】
（1）根据变压器的电压与匝数成正比，有：
U2=n2U1/n1=50×500V=25000V；
（2）P损=（P输出/U2）2 R=(500×103/25000) 2×1.5W=600W；
（3） U3=U2-U损=U2-P输出R/U2=2500-500×103×1.5/25000=2570(V)，
n3/n4=U3/U4=2570/220=257:22 ．
19．（1）20A；（2）；（3）5000V；（4）
【解析】
【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
20．(1)8Ω；；(2)；
【解析】
【分析】
【详解】
(1)输电线一昼夜消耗电能480度，则有
在升压变压器中，有
其中
解得
输电线上损耗的电压
则降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的匝数之比
(2)输电效率提高到87.2%后，输电线损失的功率
解得
由
解得
解得
输电线上损耗的电压
降压变压器原、副线圈的匝数之比为
21．（1）2.19×105 kW·h或7.884×1011 J；（2）1∶16，173∶10
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）该发电系统一年能输出的电能，由P＝1.0×105 W，t＝365×6 h
E＝Pt＝2.19×105 kW·h＝7.884×1011 J
（2）依题意作出如图输电示意图，升压变压器原线圈中的电流
I1＝＝ A＝400 A
当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则
R线＝5%×P
所以
I2＝＝ A＝25 A
升压变压器T1的匝数比为
＝＝＝
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－5%×P＝95%×P
又
P用＝U4I总＝U4I4
所以
I4＝＝ A＝431.8 A
其原线圈中电流I3＝I2＝25 A
降压变压器的匝数比为
＝＝＝
22．6：125，235：11，470
【解析】
【分析】
【详解】
设水的密度为ρ电源端
P输出=×50%=Qρgh×0.5=2×1×103×10×5×0.5W=5×104W
输出电压U0=240V；输送电路如图所示。
为满足输电要求，据
ΔP损=I送2R
有
则送电电压为
所以升压变压器的变压比为
n1∶n2=U0∶U送=240：（5×103）=6∶125
输电线电压损失
ΔU损=I送R=10×30V=300V
用户端
U1=U送-ΔU损=5×103V-300V=4700V
据题意可知
U2=220V
所以降压变压器的匝数比为
n1′∶n2′=U1∶U2=4700：220=235∶11
因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为
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．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
3．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示。输电线总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为的用电器正常工作，则（ ）
A．图乙中电压的瞬时值表达式为
B．图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是，所以
C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
4．某发电厂向工厂供电，输送的功率为P，输出的电压为U，输电线路的总电阻为r。若用原、副线圈的匝数之比为1∶10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为（ ）
A． B．
C． D．
5．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．；
6．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
7．远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压输电时，线路损耗的电功率为；采用高压输电时，线路损耗的电功率为。若，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．某发电站向远方供电，将的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为；输送线路的终端获得的电功率为。若要将此输送线路的效率提升为98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比为（ ）
A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10
9．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
10．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比
D．用户得到的电流
11．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
12．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
A．通过电流的有效值是20A
B．降压变压器原、副线圈的电压比为
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
二、填空题
13．变压器是根据_______原理工作的；交流电在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用_______输电。
14．发电机的输出电压为250V，输出功率为10kW，通过变压比为1：10的升压变压器升压后向外输电，则输电电流为_______A，若输电线的总电阻为25Ω，则用户得到的实际功率为________kW。
15．电站向某地输送5000kW的电功率，若将输送电压提高10倍，同时将输电线截面积减为原来的一半，若变化前输电线上电功率损失是100kW．那么，变化后输电线上损失的电功率为______________．
16．如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶50，图中a、b表示电流表或电压表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，每根输电线的电阻为1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。
17．在远距离送电时，如果输送电压为2000V，输送功率为10kW，输电线的电阻为20Ω，则输电线上损失功率为______，损失电压为______，用户得到电压为______，用户得到的功率为______．
三、解答题
18．用发电机通过如图所示的输电线路给用户供电，发电机的输出功率为500kW，端电压U1为500V，升压变压器原副线圈的匝数比为150，两变压器输电导线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压U4为220V，变压器为理想变压器，求：
（1）升压变压器副线圈的端电压；
（2）输电导线上损失的电功率；
（3）降压变压器原副线圈的匝数比。
19．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．
20．某电站输电的电功率，输出电压，用原、副线圈匝数之比的变压器升压后向某小区供电，电能到达该小区后再用变压器降为220V。测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜（24h）示数相差480度。
(1)求输电线的总电阻r和小区端降压变压器原、副线圈的匝数之比；
(2)若要使输电效率提高到87.2%，又不改变输电线，只换变压器，分别求升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数之比。
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，还隐藏着一座年发电量约为98 550 kW·h的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。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）假若输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？
22．有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【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
【解析】
【分析】
【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。
3．A
【解析】
【详解】
A．根据乙图可知，电压的最大值，周期T=0.02s，所以
则乙图中电压的瞬时值表达式为
故A正确；
B．由变压器的电压比与匝数之比的关系得
，
因与为线路电压损失，即U2＞U3，又U1=U4所以
故B错误；
C．变压器变压变流不变频，通过变压器的原副线圈的电流的频率相同，故C错误；
D．因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
发电厂输出的电流为
输电线路上的电流为
工厂得到的功率为
故选C。
5．B
【解析】
【分析】
【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。
6．C
【解析】
【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。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据
、
可知，在输送的电功率一定的情况下，输电线上损耗的功率
又根据功率的比值可知
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
直接输送时
得
经过变压器升压后输送
得
则
故B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【解析】
【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。
10．C
【解析】
【详解】
A．发电机输出的电流
A错误；
B．输电线上的电流
B错误；
CD．在用户端，有
根据变压器的规律有
解得
，
C正确，D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【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。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V，负载电阻为10Ω，所以通过电流的有效值是，选项A正确；
B．降压变压器的原、副线圈匝数之比为，所以降压变压器原、副线圈的电压比为，选项B错误；
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压加上输电线上的电压，选项C错误；
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线上的功率，选项D错误。
故选A。
13． 电磁感应（或互感 ） 高压
【解析】
【详解】
[1]变压器是根据电磁感应原理工作的；
[2]交流电在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用高压输电。
14． 4 9.6
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由
可得，变压器副线圈的电压为，输电电流为
[2]线路损失的功率为
用户得到的实际功率为
15．2kW
【解析】
【详解】
，输电线电阻变为原来的两倍，损失功率变为原来的50分之一，为2 KW
16． b 5000 W 110 kW
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电表b串联在电路中，所以b为电流表；
[2]由
知，输电线上的电流为50 A，所以
5000 W
[3]由
知，输电线起始端的电压为2200 V ，则线路输送的电功率
P=UI=
17． 500W 100V 1900V 9500W
【解析】
【详解】
由电功率公式：
可以求出输电电流：5，
输电线上损失的功率为：
输电线上损失的电压为：
用户得到的电压为：
用户得到的功率为：
思路分析：输电功率等于输电电压和电流的乘积，输电线上消耗的电功率可以根据输电线通过的电流计算出．
试题点评：本题考查输电问题．
18．（1）25000V；（2）600W；（3）25722
【解析】
【详解】
（1）根据变压器的电压与匝数成正比，有：
U2=n2U1/n1=50×500V=25000V；
（2）P损=（P输出/U2）2 R=(500×103/25000) 2×1.5W=600W；
（3） U3=U2-U损=U2-P输出R/U2=2500-500×103×1.5/25000=2570(V)，
n3/n4=U3/U4=2570/220=257:22 ．
19．（1）20A；（2）；（3）5000V；（4）
【解析】
【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
20．(1)8Ω；；(2)；
【解析】
【分析】
【详解】
(1)输电线一昼夜消耗电能480度，则有
在升压变压器中，有
其中
解得
输电线上损耗的电压
则降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的匝数之比
(2)输电效率提高到87.2%后，输电线损失的功率
解得
由
解得
解得
输电线上损耗的电压
降压变压器原、副线圈的匝数之比为
21．（1）2.19×105 kW·h或7.884×1011 J；（2）1∶16，173∶10
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）该发电系统一年能输出的电能，由P＝1.0×105 W，t＝365×6 h
E＝Pt＝2.19×105 kW·h＝7.884×1011 J
（2）依题意作出如图输电示意图，升压变压器原线圈中的电流
I1＝＝ A＝400 A
当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则
R线＝5%×P
所以
I2＝＝ A＝25 A
升压变压器T1的匝数比为
＝＝＝
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－5%×P＝95%×P
又
P用＝U4I总＝U4I4
所以
I4＝＝ A＝431.8 A
其原线圈中电流I3＝I2＝25 A
降压变压器的匝数比为
＝＝＝
22．6：125，235：11，470
【解析】
【分析】
【详解】
设水的密度为ρ电源端
P输出=×50%=Qρgh×0.5=2×1×103×10×5×0.5W=5×104W
输出电压U0=240V；输送电路如图所示。
为满足输电要求，据
ΔP损=I送2R
有
则送电电压为
所以升压变压器的变压比为
n1∶n2=U0∶U送=240：（5×103）=6∶125
输电线电压损失
ΔU损=I送R=10×30V=300V
用户端
U1=U送-ΔU损=5×103V-300V=4700V
据题意可知
U2=220V
所以降压变压器的匝数比为
n1′∶n2′=U1∶U2=4700：220=235∶11
因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为
答案第1页，共2页
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