3.4电能的远距离输送 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的远距离输送 练习（word版含答案） |  | |
| 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 | 2022-04-13 04:35:15 | ||
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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．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
2．远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述错误的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率有关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻增加时，输电线上损耗的功率减小
D．升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压
3．在如图所示的远距离输电电路图中，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。开关S闭合后与闭合前相比，下列说法中正确的是（ ）
A．升压变压器的输入电压增大
B．降压变压器的输出电流减小
C．输电线上损耗的电压增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例减小
4．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
5．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
6．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
7．我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1600万千瓦正式并网发电。在传输电能总功率不变情况下，从原先高压输电升级为特高压输电，则下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的
B．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的
C．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的
D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的9倍
8．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
9．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
10．远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出电压的有效值是380V
B．用户得到的交流电频率是100Hz
C．发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比
D．保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大
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．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，水电站的发电机输出电压恒定。发电机通过升压变压器和降压变压器（变压比为40∶1）向25km外的小区用户供电（供电电压为220V），输送到用户的电功率为165kW，若用表格中某种型号的输电线进行高压输电，线路上损耗的功率约为输送电功率的6%，则所选用的输电线型号的代号为（ ）
型号的代号 千米电阻（Ω/km）
X 1
Y 0.6
Z 0.3
W 0.2
A．X B．Y C．Z D．W
13．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
14．相比于4G网络技术，供电问题是困扰5G网络技术发展的难题之一，一个100kV变电站给某4G基站供电，线路电阻为90Ω，现要将该基站改造为5G基站；如图所示。5G基站功耗为4kW，要求线路损耗为总功耗的20%，在只更换变压器（均为理想变压器）的前提下，高压变压器的原、副线圈匝数比应变为（ ）
（ ）
A．100∶3 B．200∶3 C．250∶3 D．400∶3
15．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
二、填空题
16．从发电厂输出的电功率为220kW，输电线的总电阻为0.25Ω。若输送电压为1.1kV，输电线上损失的电功率为_______kW；保持输送功率不变，要使要输电线上损失的电功率不超过100W，输送电压至少为___________kV。
17．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△P，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为_________。
18．发电机端电压为220V，输送功率110kW，为保证用户至少获得100kW的功率，则输电线的电阻不得大于______ Ω；若用一个理想变压器升压至5 500V后再输电，则输电线的电阻不得大于______ Ω．
三、解答题
19．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，输电示意图如下所示。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？
20．光伏发电具有无污染、可再生、不受地形限制的优点，是国家重点推广项目。目前，黄冈各地都在积极兴建光伏发电项目。若某县有一座小型光伏发电站，该发电站的输出功率为。
(1)按平均每天照射计，该发电站一年（按360天计算）能输出多少电能？（计算结果保留三位有效数字）
(2)若该发电站的输出电压为，现准备横跨该县向另一边某村输电。所用输电线的总电阻为，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4%，求升压变压器匝数比。
21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，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，假设两个变压器均是理想变压器，求：
（1）升压变压器的匝数比n1：n2；
（2）降压变压器的匝数比n3：n4；
22．查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V的直流电压，最多可满足6000盏16W的爱迪生灯泡使用。
（1）电流在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？
（2）估算直流发电机的输出电压；
（3）若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
AB．变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A不符合题意，B符合题意；
C．用户用电器总电阻增加，根据
可知，消耗功率减小，输电线中电流减小，线路损耗功率减小，C不符合题意；
D．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损耗的电压加上降压变压器的输入电压，D不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】
A．发电厂的输出电压即升压变压器的输入电压，根据题干可知，升压变压器的输入电压保持不变，A选项错误；
B．开关S闭合后，用电器并联，降压变压器的输出电流增大，B选项错误；
C．根据理想变压器电流和匝数的关系可知，降压变压器的输出电流增大，输入电流增大，则输电线上的电流增大，输电线的电阻不变，根据欧姆定律可知输电线上的电压损耗增大，C选项正确；
D．设发电厂的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U送，输电线上的电阻为R，输电线上损耗的功率占总功率的比例为
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，D选项错误。
故选C。
4．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。
5．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。
6．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。
7．C
【详解】
A．在功率不变时，电压升高9倍，则传输电流变为原来，若输电线不变，则到线上损失电压
即变为原来，A错误；
B．输电线损失功率
因此输电线损失功率变为原先的，B错误；
C．如果损失功率不变
如果相同输电线，则电阻率不变，传输距离不变时，所需导线横截面只有原先，C正确；
D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的81倍，D错误。
故选C。
8．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。
9．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。
10．D
【详解】
A．由图乙可知交流的最大值为Um=380V，则其有效值为
故A错误；
B．由图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，则交流电的频率为
故B错误；
C．原副线圈的输入功率等于输出功率，与匝数比无关，故C错误；
D．在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据知升压变压器副线圈的电压增大，由知输电线上的电流减小，根据知，输电线上损失的功率减小，则有
即保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大，故D正确。
故选D。
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．B
【详解】
小区用户供电电压为220 V，由变压器的变压规律可知，降压变压器原线圈两端的电压为
U4=220×40V=8800V
设输电线上的电流为I，输电线总电阻为R，则升压变压器副线圈两端电压为
U3=U4+IR
P=U4I=165kW
输电线路上损耗的功率
P线=I2R
由题意知
P线=6%P总
P=94%P总
联立解得
R=30Ω
由于输电线长度需要50km，由电阻与长度关系
R=Lρ0
则
ρ0=0.6Ω/km
所以可以选择0.6Ω/km的Y，ACD错误，B正确。
故选B。
13．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．
14．B
【详解】
变电站输出功率
流经线路电阻的电流为
变电站输出电流
则匝数比为
故选B。
15．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。
16． 10 11
【详解】
(1)[1]输送功率为，功率损耗为，故
若输送电功率保持220kW 不变，在用1.1kV电压输电时，线路上损失功率为
(2)[2]要使输电线上损失的电功率不超过100W
则有
那么输送电压至少为
17．4U
【详解】
由P=UI得，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，输电线电阻不变，那么输电压应增为4U。
18． 0.04; 25;
【详解】
试题分析：根据公式可得:
有知道
又P损＝I·R1
得R1＝0.04 Ω.
当升压至5 500 V时，
故.
考点：考查了远距离输电
点评：关键是对公式的灵活应用，以及对公式中各个物理量的含义正确理解
19．，
【详解】
升压变压器原线圈中的电流
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，则
所以
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
又
所以
其原线圈中电流
降压变压器的匝数比为
20．(1)J；(2)
【详解】
(1)一年能输出总的电能
(2) 输电示意图如下图所示
由题意可得，输电线损失功率
由可得
由可得
升压变压器线圈匝数比
21．（1）；（2）
【详解】
（1）发电机输出的电流
输电线上的电流
故升压变压器的匝数比
（2）升压变压器的副线圈输出电压
输电线损耗电压
降压变压器的原线圈电压
故降压变压器的匝数比
22．（1）85.5%；（2）758V；（3）不能
【详解】
（1）根据题意，用户能够使用的最大功率为
电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比为
%＝85.5%
（2）由功率公式
计算线路中直流电流大小为
所以直流发电机输出电压即电路中的输送电压为
（3）由功率计算公式
可求得线路中的电阻大小为
输送距离增加一倍，则线路中电阻变为，此时线路上损耗的电压为
由于
这意味着输送电压小于线路上的损耗电压，因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．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
2．远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述错误的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率有关
B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻增加时，输电线上损耗的功率减小
D．升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压
3．在如图所示的远距离输电电路图中，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。开关S闭合后与闭合前相比，下列说法中正确的是（ ）
A．升压变压器的输入电压增大
B．降压变压器的输出电流减小
C．输电线上损耗的电压增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例减小
4．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
5．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
6．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
7．我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1600万千瓦正式并网发电。在传输电能总功率不变情况下，从原先高压输电升级为特高压输电，则下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的
B．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的
C．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的
D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的9倍
8．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
9．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
10．远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出电压的有效值是380V
B．用户得到的交流电频率是100Hz
C．发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比
D．保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大
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．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，水电站的发电机输出电压恒定。发电机通过升压变压器和降压变压器（变压比为40∶1）向25km外的小区用户供电（供电电压为220V），输送到用户的电功率为165kW，若用表格中某种型号的输电线进行高压输电，线路上损耗的功率约为输送电功率的6%，则所选用的输电线型号的代号为（ ）
型号的代号 千米电阻（Ω/km）
X 1
Y 0.6
Z 0.3
W 0.2
A．X B．Y C．Z D．W
13．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
14．相比于4G网络技术，供电问题是困扰5G网络技术发展的难题之一，一个100kV变电站给某4G基站供电，线路电阻为90Ω，现要将该基站改造为5G基站；如图所示。5G基站功耗为4kW，要求线路损耗为总功耗的20%，在只更换变压器（均为理想变压器）的前提下，高压变压器的原、副线圈匝数比应变为（ ）
（ ）
A．100∶3 B．200∶3 C．250∶3 D．400∶3
15．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
二、填空题
16．从发电厂输出的电功率为220kW，输电线的总电阻为0.25Ω。若输送电压为1.1kV，输电线上损失的电功率为_______kW；保持输送功率不变，要使要输电线上损失的电功率不超过100W，输送电压至少为___________kV。
17．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△P，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为_________。
18．发电机端电压为220V，输送功率110kW，为保证用户至少获得100kW的功率，则输电线的电阻不得大于______ Ω；若用一个理想变压器升压至5 500V后再输电，则输电线的电阻不得大于______ Ω．
三、解答题
19．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，输电示意图如下所示。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？
20．光伏发电具有无污染、可再生、不受地形限制的优点，是国家重点推广项目。目前，黄冈各地都在积极兴建光伏发电项目。若某县有一座小型光伏发电站，该发电站的输出功率为。
(1)按平均每天照射计，该发电站一年（按360天计算）能输出多少电能？（计算结果保留三位有效数字）
(2)若该发电站的输出电压为，现准备横跨该县向另一边某村输电。所用输电线的总电阻为，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4%，求升压变压器匝数比。
21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，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，假设两个变压器均是理想变压器，求：
（1）升压变压器的匝数比n1：n2；
（2）降压变压器的匝数比n3：n4；
22．查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V的直流电压，最多可满足6000盏16W的爱迪生灯泡使用。
（1）电流在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？
（2）估算直流发电机的输出电压；
（3）若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
AB．变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A不符合题意，B符合题意；
C．用户用电器总电阻增加，根据
可知，消耗功率减小，输电线中电流减小，线路损耗功率减小，C不符合题意；
D．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损耗的电压加上降压变压器的输入电压，D不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】
A．发电厂的输出电压即升压变压器的输入电压，根据题干可知，升压变压器的输入电压保持不变，A选项错误；
B．开关S闭合后，用电器并联，降压变压器的输出电流增大，B选项错误；
C．根据理想变压器电流和匝数的关系可知，降压变压器的输出电流增大，输入电流增大，则输电线上的电流增大，输电线的电阻不变，根据欧姆定律可知输电线上的电压损耗增大，C选项正确；
D．设发电厂的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U送，输电线上的电阻为R，输电线上损耗的功率占总功率的比例为
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，D选项错误。
故选C。
4．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。
5．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。
6．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。
7．C
【详解】
A．在功率不变时，电压升高9倍，则传输电流变为原来，若输电线不变，则到线上损失电压
即变为原来，A错误；
B．输电线损失功率
因此输电线损失功率变为原先的，B错误；
C．如果损失功率不变
如果相同输电线，则电阻率不变，传输距离不变时，所需导线横截面只有原先，C正确；
D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的81倍，D错误。
故选C。
8．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。
9．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。
10．D
【详解】
A．由图乙可知交流的最大值为Um=380V，则其有效值为
故A错误；
B．由图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，则交流电的频率为
故B错误；
C．原副线圈的输入功率等于输出功率，与匝数比无关，故C错误；
D．在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据知升压变压器副线圈的电压增大，由知输电线上的电流减小，根据知，输电线上损失的功率减小，则有
即保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大，故D正确。
故选D。
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．B
【详解】
小区用户供电电压为220 V，由变压器的变压规律可知，降压变压器原线圈两端的电压为
U4=220×40V=8800V
设输电线上的电流为I，输电线总电阻为R，则升压变压器副线圈两端电压为
U3=U4+IR
P=U4I=165kW
输电线路上损耗的功率
P线=I2R
由题意知
P线=6%P总
P=94%P总
联立解得
R=30Ω
由于输电线长度需要50km，由电阻与长度关系
R=Lρ0
则
ρ0=0.6Ω/km
所以可以选择0.6Ω/km的Y，ACD错误，B正确。
故选B。
13．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．
14．B
【详解】
变电站输出功率
流经线路电阻的电流为
变电站输出电流
则匝数比为
故选B。
15．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。
16． 10 11
【详解】
(1)[1]输送功率为，功率损耗为，故
若输送电功率保持220kW 不变，在用1.1kV电压输电时，线路上损失功率为
(2)[2]要使输电线上损失的电功率不超过100W
则有
那么输送电压至少为
17．4U
【详解】
由P=UI得，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，输电线电阻不变，那么输电压应增为4U。
18． 0.04; 25;
【详解】
试题分析：根据公式可得:
有知道
又P损＝I·R1
得R1＝0.04 Ω.
当升压至5 500 V时，
故.
考点：考查了远距离输电
点评：关键是对公式的灵活应用，以及对公式中各个物理量的含义正确理解
19．，
【详解】
升压变压器原线圈中的电流
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，则
所以
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
又
所以
其原线圈中电流
降压变压器的匝数比为
20．(1)J；(2)
【详解】
(1)一年能输出总的电能
(2) 输电示意图如下图所示
由题意可得，输电线损失功率
由可得
由可得
升压变压器线圈匝数比
21．（1）；（2）
【详解】
（1）发电机输出的电流
输电线上的电流
故升压变压器的匝数比
（2）升压变压器的副线圈输出电压
输电线损耗电压
降压变压器的原线圈电压
故降压变压器的匝数比
22．（1）85.5%；（2）758V；（3）不能
【详解】
（1）根据题意，用户能够使用的最大功率为
电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比为
%＝85.5%
（2）由功率公式
计算线路中直流电流大小为
所以直流发电机输出电压即电路中的输送电压为
（3）由功率计算公式
可求得线路中的电阻大小为
输送距离增加一倍，则线路中电阻变为，此时线路上损耗的电压为
由于
这意味着输送电压小于线路上的损耗电压，因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。
答案第1页，共2页
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