3.4电能的输送 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的输送 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-20 05:18:21 | ||
图片预览
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．远距离输电的示意图如图所示，交流发电机的输出电压、输电线的电阻r以及理想变压器的匝数均不变，用户所用的电器可等效为一滑动变阻器R。当R变小时，下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器的输出电压变大 B．通过用户的电流变小
C．输电线上损失的电压变大 D．输电线上的电流变小
2．远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是（ ）
A．可根据需要调节交变电流的频率 B．可加快输电速度
C．可减少输电线上的能量损失 D．可节省输电线的材料
3．远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法正确的是( )
A．电压表读数减小
B．电流表读数增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．用户的功率增大
4．为有效解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势，渝西、渝北电网主网架由220kV升级到500kV超高压，有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时，首先要把电厂发电机组产生的500V电压通过升压变压器升高到500kV，以40万kW的功率远距离送往变电站，不同的输送电压相应的线损率（输电线上损耗的功率与总功率的比值）如表所示，则升级后（ ）
电压等级（KV） 线损率（%）
220 3
500 1
A．送往变电站远距离输电线的电流为8000A
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为1：100
C．材料相同的情况下输电导线粗细对线损耗无影响
D．送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了8000kW
5．一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求。要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电，到达几百公里甚至几千公里之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”、“二次变电站”降压。已知经低压变电站降压变压器（可视为理想变压器）后供给某小区居民的交流电u=220sin100πt（V），该变压器原、副线圈匝数比为50∶1，则（ ）
A．原线圈上的电压为11000V
B．原线圈中电流的频率是100Hz
C．原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗
D．采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗
6．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
7．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．；
8．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．
9．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
10．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
11．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
12．如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为△U、△I，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
D．输电线路上损耗的功率为
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．远距离输电时，为了减少输送过程中的热损耗，常采用_______输电（选填“高压”或“低压”）. 在输电线路上若有一个如图所示的理想变压器，其原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2，则原线圈两端的电压U1_______副线圈两端的电压U2（选填“大于”或“小于”）.
15．电网输电的优点
（1）降低一次能源的运输成本，获得最大的______。
（2）减小断电的风险，调剂不同地区______的平衡。
（3）合理调度电力，使______的供应更加可靠，质量更高。
16．特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为 P，到达B处时电压下降了 U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 P′，到达B处时电压下降了 U′。不考虑其他因素的影响， P′=______， U′=______（ P和 U已知）
17．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。
三、解答题
18．每个居民小区均设有一降压变压器，变压器输入电压为6600V，为了安全，一般将此变压器建在与居住区相距较长的距离之外，经该变压器降压后用长导线接到居民小区。此距离上的导线电阻R不可忽略。一居民小区有440户，每户平均消耗电功率为100W，使用的变压器匝数比为，恰好能使额定电压为220V的用电器正常工作。求：
(1)导线上的总电阻R为多少；
(2)现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为300W。变压器输入电压仍为6600V，输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需更换变压器，则新变压器的原副线圈匝数比为多少？
19．某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。当发电厂输出的功率为P0时，纯电阻用电设备消耗的功率为P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到低于用电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0时，用电设备可获得的功率增加至P2试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？
20．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？
21．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为10kW，输出电压为250V。两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，用户得到的功率为发电机输出功率的96%，若变压器是理想变压器。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。
22．某山区水利资源丰富，建立了一座小型水电站，向较远的城镇送电。已知发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为。在发电机满负荷工作时城镇的用电电压为，输电线路上损耗的电功率为，分别求输电电路中升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
当R变小时，用户回路电流变大，根据电流与匝数关系可知，输电线上的电流变大，所以输电线上损失的电压
变大，降压变压器的输入电压
变小，则降压变压器的输出电压变小，故C正确ABD错误。
故选C。
2．C
【详解】
远距离输电都采用高压输电的方式，根据
P=IU
可知在输送电功率一定的情况下，电压越高，输送的电流越小，根据
P损=I2r
则导线上的能量损失越小。
故选C。
3．D
【详解】
B．原线圈输入电压及输电功率恒定，当S由2改接为1时，根据
U2＝U1
升压变压器副线圈匝数n2 增大，则U2增大，由于
U1I1＝U2I2
则升压变压器副线圈电流I2减小，所以电流表读数减小，B错误；
A．线路损失的电压
ΔU＝I2R线
减小，则降压变压器原线圈的电压
U3＝U2－ΔU
增大，则降压变压器副线圈的电压
U4＝U3
增大，所以电压表的读数增大，A错误；
C．输电线上损耗的功率
ΔP＝I22R线
由于升压变压器副线圈电流I2 减小，所以输电线上损耗的功率减小，C错误；
D．用户的功率
P4＝P1－ΔP
输电线上损耗的功率减小，所以用户的功率增大，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．送往变电站远距离输电线的电流为
A错误；
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为
B错误；
C．材料相同的情况下输电导线粗细会影响输电导线的电阻，电阻不同会对线损耗有影响，C错误；
D．升级后线损率减小了2%，则有
D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．副线圈电压的有效值为
U2==220V
根据理想变压器电压和匝数的关系可知，原线圈上电压
U1=11000V
A错误；
B．变压器不会改变交流电的频率，故原线圈中电流的频率
f==50Hz
B错误；
C．原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，故副线圈的电流大于原线圈的电流，为了降低线圈的铜损，副线圈的导线粗，C错误；
D．在输送电功率一定的情况下
P损=R=R
高压输电有利于减少输电线路中的损耗，D正确。
故选D。
6．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．
7．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。
8．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。
9．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。
10．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。
11．A
【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。
12．B
【详解】
AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则根据理想变压器特点
U1I1=U2I2
U1：U2=n1：n2
得
，
对原线圈电路有
由上式可得
故A错误，B正确；
C．由，结合，联立可得
故C错误；
D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为
故D错误。
故选B。
13． 电磁感应（或互感 ） 高压
【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． 高压 小于
【详解】
提高输送电压，根据公式，输送功率一定，可得输送电流减小，根据公式可得，输送过程中热损耗减小，所以常采用高压输电．原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2，故该变压器为降压变压器，根据公式，可得
15． 经济效益 电力供需 电力
【详解】
略
16． P U
【详解】
[1]输电线上损耗的功率
输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下
所以
[2]输电线上的电压降低
输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下
所以
17． 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
18．(1)0.1Ω；(2)
【详解】
(1)未换变压器时输电电流
变压器输出电压
电线上损失的电压
而
解得
(2)换变压器后输电电流
电线上损失的电压
变压器输出电压
则更换后的变压器匝数之比为
19．，
【详解】
设发电厂的输出电流为I0，输电线的电阻为R，用电设备的电阻为r，没有变压器时，输电线上消耗的电功率为
PR1=P0-P1=IR①
用电设备消耗的功率为
P1=Ir ②
用了变压器后，输电线上消耗的电功率为
PR2=P0-P2=I2R ③
（式中I是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流）
由①和③式可得
I=I0④
所以
此时用电设备消耗的功率为
P2=I′2r⑤
联立②⑤式得
I′=I0⑥
由④式和⑥式得
20．，
【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
21．（1）；（2）
【详解】
（1）升压变压器原线圈的电流为
输电线电流为
解得
升压变压器原、副线圈的匝数比为
（2）用户电流为
解得
降压变压器原、副线圈的匝数比为
22．1：6，10：1
【详解】
发电机满负荷工作时有
输电电路损失的功率
升压变压器的原、副线圈的匝数比
用户端得到的功率
用户端的电流
降压变压器的原、副线圈的匝数比
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．远距离输电的示意图如图所示，交流发电机的输出电压、输电线的电阻r以及理想变压器的匝数均不变，用户所用的电器可等效为一滑动变阻器R。当R变小时，下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器的输出电压变大 B．通过用户的电流变小
C．输电线上损失的电压变大 D．输电线上的电流变小
2．远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是（ ）
A．可根据需要调节交变电流的频率 B．可加快输电速度
C．可减少输电线上的能量损失 D．可节省输电线的材料
3．远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法正确的是( )
A．电压表读数减小
B．电流表读数增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．用户的功率增大
4．为有效解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势，渝西、渝北电网主网架由220kV升级到500kV超高压，有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时，首先要把电厂发电机组产生的500V电压通过升压变压器升高到500kV，以40万kW的功率远距离送往变电站，不同的输送电压相应的线损率（输电线上损耗的功率与总功率的比值）如表所示，则升级后（ ）
电压等级（KV） 线损率（%）
220 3
500 1
A．送往变电站远距离输电线的电流为8000A
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为1：100
C．材料相同的情况下输电导线粗细对线损耗无影响
D．送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了8000kW
5．一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求。要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电，到达几百公里甚至几千公里之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”、“二次变电站”降压。已知经低压变电站降压变压器（可视为理想变压器）后供给某小区居民的交流电u=220sin100πt（V），该变压器原、副线圈匝数比为50∶1，则（ ）
A．原线圈上的电压为11000V
B．原线圈中电流的频率是100Hz
C．原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗
D．采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗
6．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
7．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．；
8．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．
9．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
10．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
11．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
12．如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为△U、△I，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
D．输电线路上损耗的功率为
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．远距离输电时，为了减少输送过程中的热损耗，常采用_______输电（选填“高压”或“低压”）. 在输电线路上若有一个如图所示的理想变压器，其原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2，则原线圈两端的电压U1_______副线圈两端的电压U2（选填“大于”或“小于”）.
15．电网输电的优点
（1）降低一次能源的运输成本，获得最大的______。
（2）减小断电的风险，调剂不同地区______的平衡。
（3）合理调度电力，使______的供应更加可靠，质量更高。
16．特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为 P，到达B处时电压下降了 U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 P′，到达B处时电压下降了 U′。不考虑其他因素的影响， P′=______， U′=______（ P和 U已知）
17．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。
三、解答题
18．每个居民小区均设有一降压变压器，变压器输入电压为6600V，为了安全，一般将此变压器建在与居住区相距较长的距离之外，经该变压器降压后用长导线接到居民小区。此距离上的导线电阻R不可忽略。一居民小区有440户，每户平均消耗电功率为100W，使用的变压器匝数比为，恰好能使额定电压为220V的用电器正常工作。求：
(1)导线上的总电阻R为多少；
(2)现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为300W。变压器输入电压仍为6600V，输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需更换变压器，则新变压器的原副线圈匝数比为多少？
19．某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。当发电厂输出的功率为P0时，纯电阻用电设备消耗的功率为P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到低于用电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0时，用电设备可获得的功率增加至P2试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？
20．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？
21．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为10kW，输出电压为250V。两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，用户得到的功率为发电机输出功率的96%，若变压器是理想变压器。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。
22．某山区水利资源丰富，建立了一座小型水电站，向较远的城镇送电。已知发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为。在发电机满负荷工作时城镇的用电电压为，输电线路上损耗的电功率为，分别求输电电路中升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
当R变小时，用户回路电流变大，根据电流与匝数关系可知，输电线上的电流变大，所以输电线上损失的电压
变大，降压变压器的输入电压
变小，则降压变压器的输出电压变小，故C正确ABD错误。
故选C。
2．C
【详解】
远距离输电都采用高压输电的方式，根据
P=IU
可知在输送电功率一定的情况下，电压越高，输送的电流越小，根据
P损=I2r
则导线上的能量损失越小。
故选C。
3．D
【详解】
B．原线圈输入电压及输电功率恒定，当S由2改接为1时，根据
U2＝U1
升压变压器副线圈匝数n2 增大，则U2增大，由于
U1I1＝U2I2
则升压变压器副线圈电流I2减小，所以电流表读数减小，B错误；
A．线路损失的电压
ΔU＝I2R线
减小，则降压变压器原线圈的电压
U3＝U2－ΔU
增大，则降压变压器副线圈的电压
U4＝U3
增大，所以电压表的读数增大，A错误；
C．输电线上损耗的功率
ΔP＝I22R线
由于升压变压器副线圈电流I2 减小，所以输电线上损耗的功率减小，C错误；
D．用户的功率
P4＝P1－ΔP
输电线上损耗的功率减小，所以用户的功率增大，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．送往变电站远距离输电线的电流为
A错误；
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为
B错误；
C．材料相同的情况下输电导线粗细会影响输电导线的电阻，电阻不同会对线损耗有影响，C错误；
D．升级后线损率减小了2%，则有
D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．副线圈电压的有效值为
U2==220V
根据理想变压器电压和匝数的关系可知，原线圈上电压
U1=11000V
A错误；
B．变压器不会改变交流电的频率，故原线圈中电流的频率
f==50Hz
B错误；
C．原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，故副线圈的电流大于原线圈的电流，为了降低线圈的铜损，副线圈的导线粗，C错误；
D．在输送电功率一定的情况下
P损=R=R
高压输电有利于减少输电线路中的损耗，D正确。
故选D。
6．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．
7．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。
8．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。
9．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。
10．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。
11．A
【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。
12．B
【详解】
AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则根据理想变压器特点
U1I1=U2I2
U1：U2=n1：n2
得
，
对原线圈电路有
由上式可得
故A错误，B正确；
C．由，结合，联立可得
故C错误；
D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为
故D错误。
故选B。
13． 电磁感应（或互感 ） 高压
【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． 高压 小于
【详解】
提高输送电压，根据公式，输送功率一定，可得输送电流减小，根据公式可得，输送过程中热损耗减小，所以常采用高压输电．原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2，故该变压器为降压变压器，根据公式，可得
15． 经济效益 电力供需 电力
【详解】
略
16． P U
【详解】
[1]输电线上损耗的功率
输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下
所以
[2]输电线上的电压降低
输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下
所以
17． 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
18．(1)0.1Ω；(2)
【详解】
(1)未换变压器时输电电流
变压器输出电压
电线上损失的电压
而
解得
(2)换变压器后输电电流
电线上损失的电压
变压器输出电压
则更换后的变压器匝数之比为
19．，
【详解】
设发电厂的输出电流为I0，输电线的电阻为R，用电设备的电阻为r，没有变压器时，输电线上消耗的电功率为
PR1=P0-P1=IR①
用电设备消耗的功率为
P1=Ir ②
用了变压器后，输电线上消耗的电功率为
PR2=P0-P2=I2R ③
（式中I是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流）
由①和③式可得
I=I0④
所以
此时用电设备消耗的功率为
P2=I′2r⑤
联立②⑤式得
I′=I0⑥
由④式和⑥式得
20．，
【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
21．（1）；（2）
【详解】
（1）升压变压器原线圈的电流为
输电线电流为
解得
升压变压器原、副线圈的匝数比为
（2）用户电流为
解得
降压变压器原、副线圈的匝数比为
22．1：6，10：1
【详解】
发电机满负荷工作时有
输电电路损失的功率
升压变压器的原、副线圈的匝数比
用户端得到的功率
用户端的电流
降压变压器的原、副线圈的匝数比
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页