3.4电能的远距离输送（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4电能的远距离输送（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-20 06:39:12 | ||
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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．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
2．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
3．如图所示为远距离输电示意图，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，升压变压器的输入功率和输出功率分别为P1、P2，降压变压器的输入功率和输出功率分别为P3、P4，输电线的总电阻R一定。下列说法正确的是（ ）
A．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都增大
B．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都减小
C．当用户的用电器增多时，P1、P2都会增大，输电线上损失的功率会增大
D．当用户的用电器增多时，P3、P4都会增大，输电线上损失的功率会减小
4．2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的9倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
D．若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变
5．北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1∶16，下列说法正确的是（ ）
A．若该发电系统输送功率为1×105W，则输电线损失的功率为5×103W
B．若该发电系统输送功率为1×105W，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为200:11
C．若用户消耗功率减少，则升压变压器T1输出电压U2减小
D．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压U4增大
6．如图所示，甲图为远距离输电示意图，输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。输电效率为90%，输电线上损耗功率为，变压器均为理想变压器。设升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（ ）
A． B．升压变压器原线圈电流
C． D．用户端消耗功率
7．如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:2，输电线路的总电阻r=25Ω，其余导线电阻不计，L1、L2是电阻恒为44Ω、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器T1的原线圈两端所加电压μ=100（V），当开关S1闭合S2断开时，灯泡L1正常发光，则（ ）
A．灯泡的额定功率为1000W
B．输电线路损失的电功率为100W
C．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为2：5
D．若开关S1和S2都闭合时，则灯L1和L2均正常发光
8．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
9．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副，线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少
D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
10．一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
11．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n（n>1）倍，则（ ）
A．输电线上的电压损失增大 B．输电线上的功率损失增大
C．输电线上的电压损失不变 D．输电线上的功率损失减少到原来的
12．远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．开关S断开时，输电线的热功率为2.5W
B．变压器T1的输入电压为225V
C．闭合开关S，输电线损失的电压不变
D．闭合开关S，用电器A、B均正常工作
13．如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器
B．线路上损耗的功率250W
C．发电机输出的电功率1100kW
D．用户使用的用电设备越多，降压变压器输出电压U4大小不会改变
14．从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用220 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（ ）
A．50∶1 B．1∶50 C．1∶5 D．5∶1
15．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
二、填空题
16．一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
17．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。
18．远距离输电时，减少输电线路电能损失的途径有两个，一是减小________________________________________，二是减小__________________________________，远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电．则两种情况中，输电线上通过的电流之比I1∶I2等于_______
三、解答题
19．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为，发电机电动势最大值和变压器U1；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
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．某县决定在离某村较远的地方建立一座小型水电站，发电机的输出功率为P1=100kW，输出电压为U1=250V，两根输电线其每根电阻为5Ω，导线上损耗电功率为P损=，该村的用电电压是。忽略输电线路中容抗与感抗的损失，求：
（1）流过输电线的电流I2？
（2）理想升压变压器的输出电压U2？
（3）如果该村某厂用电功率为72kW，则该村还可以装“”的电灯多少盏？
（4）两理想变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？
22．（1）原、副线圈的电压比与匝数比在实际中并不相同，请列举两个原因
（2）在用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，请说明原因
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【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。
2．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。
3．C
【详解】
理想变压器的变压比
因为U1、 n1、n2均不变，则U2不变，当用户的用电器增多时，P4增大，根据变压器输出功率决定输入功率，有P3增大，升压变压器的输入功率P1和输出功率P2也都增大，根据
则I2增大，则
增大，所以由
得出U3减小，所以U4也减小；经以上分析知当用户的用电器增多时 P4增大，I2增大，所以由
得输电线上损失的功率也增大，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】
A．由公式
可知，在输电功率不变的情况下，电压升高为原来的9倍，则输送电流变为原来的，A错误；
B．由欧姆定律可知，导线上损失的电压
输电线不变，所以输电线上损失的电压变为原来的，B错误；
C．输电线上损失的功率为
所以输电线上损失的功率变为原来的，C错误；
D．根据
输电线的直径变为原来的，则电阻变为原来的81倍，所以输电线上损失的功率不变，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．对于该系统输入输出功率不变，由于
故原线圈电流为
对于中间线路有
代入数据，解得
则损失的功率为
A正确；
B．根据
代入数据，解得
由A可知
输电线的总电阻两端的电压为
则
又
即有
B错误；
C．由于输入输出功率相同，当用户消耗功率减小时，电流减小，但是
不变，则U2不变，C错误；
D．当消耗功率增大时，输电线电流变大，输电线的总电阻两端的电压变大，U2不变，根据
可知，U3变小，又由
可知，U4变小，D错误。
故选A。
6．C
【详解】
AB．设升压变压器原线圈两端电压为U1，副线圈两端电压为U2，原线圈电流为I1，副线圈电流为I2，降压变压器原线圈电压为U3，副线圈电压为U4，原线圈电流为I3，副线圈电流为I4，因为输电效率为90%，损耗功率为
由题图乙可知
联立解得
AB错误；
C．根据题意
联立解得
C正确；
D．根据题意得
D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．灯泡的额定功率
故选项A错误；
B．通过电灯的电流
根据理想变压器原、副线圈电流关系可得输电线路的电流为
所以输电线路损失的电功率为
故选项B正确；
C．升压变压器原线圈两端电压
升压变压器原线圈的电流
所以升压变压器原、副线圈匝数之比为
故选项C错误；
D．若开关和都闭合时，电路的总电阻减小，总电流增大，通过输电线路损失的电压增大，所以电灯两端的电压降低，两电灯均不能正常发光，故选项D错误。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
U2＝2200V，I2＝100A
所以线路输送的电功率为
P＝U2I2＝2200×100W＝220kW
故A错误；
B．输电线损耗的功率为
若保持P不变，输电电压U2增大，则ΔP减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律有
U3＝U2﹣I2r
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗电压为
ΔU＝I2r
所以ΔU 增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
知，输电电压提高到原来的n倍，则输电电流变为原来的，根据
可知输电线上的电压损失减为原来的，故AC错误；
BD．由
输电线上的功率损失减为原来的，故B错误，D正确。
故选D。
12．A
【详解】
A．开关S断开时，电热器A正常工作，T2的输出电流
对变压器T2，由
可知输电线电流
输电线R的热功率
故A正确；
B．变压器T2的输出电压U4=220V，由
可知，变压器T2的输入电压为
变压器T1的输出电压
可得变压器T1的输入电压为220.5V，故B错误；
CD．仅闭合S，变压器T2的输出功率增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压增大，导致变压器T2的输入电压减小，变压器T2的输出电压减小，A、B均不能正常工作，故CD错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．互感器A并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器B串联在电路中，是电流互感器，故A错误；
B．电流表的示数为5A，互感器原、副线圈的匝数比1：10，则线路上电流
线路上损耗的功率
故B错误；
C．电压表的示数为220V，匝数比分别为100：1，所以输送电压
功率
则发电机输出的电功率1100kW，故C正确；
D．用户使用的用电设备越多，用户回路电流变大，则输送电流变大，损失电压变大，降压变压器输入电压变小，降压变压器输出电压U4大小变小，故D错误。
故选C。
14．A
【详解】
输电线上的电流
则输电线上由电阻造成的电压损失
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
15．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。
16． 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．
17． 4 9.6
【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
18． 减小输电线的电阻 减小输送的电流 3:1
【详解】
由电功率公式P=UI和△P=I2R得到功率损耗为：；减少输电线路电能损失的途径有两个，一是减小输电线的电阻，二是减小输送的电流，即高压输电；根据公式P=UI，两种情况中，输电线上通过的电流之比I1：I2等于电压的反比，为3：1；
【点睛】
本题关键推导出输电线的电流和功率损耗的表达式进行分析，高压输电的实质是小电流输电．
19．（1）；（2）；；（3）
【详解】
（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得
（2）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
根本理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得
根据理想变压器的变压比可知
可得
(3)升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
所以交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比
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）20A；（2）；（3）600盏；（4）；
【详解】
（1）输电线总电阻
在输电线上损失的功率为，根据
解得
升压变压器原线圈电流
副线圈电流即流过输电线的电流
（2）根据
可得
升压变压器副线圈电压
（3）该村输入功率
还可以装的电灯盏数
盏
（4）由上分析知
降压变压器原线圈电压
根据
可得
22．（1）一是变压器的线圈有电阻，变压器工作时会产生焦耳热；二是变压器工作时有漏磁和铁芯中涡流产生热，所以变压器不是理想的。
（2）用电器一般是并联使用，在用电高峰时线路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，线路中总电流增大，则有线路上的电压降增大，用户得到的电压较低，电灯比深夜时要显得暗些。
【详解】
（1）原、副线圈的电压比与匝数比在实际中并不相同，其主要原因：一是变压器的线圈有电阻，变压器工作时会产生焦耳热；二是变压器工作时有漏磁和铁芯中涡流产生热，所以变压器不是理想的。
（2）在用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，其原因是：用电器一般是并联使用，在用电高峰时线路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，线路中总电流增大，则有线路上的电压降增大，用户得到的电压较低，电灯比深夜时要显得暗些。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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
2．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
3．如图所示为远距离输电示意图，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，升压变压器的输入功率和输出功率分别为P1、P2，降压变压器的输入功率和输出功率分别为P3、P4，输电线的总电阻R一定。下列说法正确的是（ ）
A．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都增大
B．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都减小
C．当用户的用电器增多时，P1、P2都会增大，输电线上损失的功率会增大
D．当用户的用电器增多时，P3、P4都会增大，输电线上损失的功率会减小
4．2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的9倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
D．若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变
5．北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1∶16，下列说法正确的是（ ）
A．若该发电系统输送功率为1×105W，则输电线损失的功率为5×103W
B．若该发电系统输送功率为1×105W，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为200:11
C．若用户消耗功率减少，则升压变压器T1输出电压U2减小
D．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压U4增大
6．如图所示，甲图为远距离输电示意图，输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。输电效率为90%，输电线上损耗功率为，变压器均为理想变压器。设升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（ ）
A． B．升压变压器原线圈电流
C． D．用户端消耗功率
7．如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:2，输电线路的总电阻r=25Ω，其余导线电阻不计，L1、L2是电阻恒为44Ω、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器T1的原线圈两端所加电压μ=100（V），当开关S1闭合S2断开时，灯泡L1正常发光，则（ ）
A．灯泡的额定功率为1000W
B．输电线路损失的电功率为100W
C．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为2：5
D．若开关S1和S2都闭合时，则灯L1和L2均正常发光
8．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
9．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副，线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少
D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
10．一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
11．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n（n>1）倍，则（ ）
A．输电线上的电压损失增大 B．输电线上的功率损失增大
C．输电线上的电压损失不变 D．输电线上的功率损失减少到原来的
12．远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．开关S断开时，输电线的热功率为2.5W
B．变压器T1的输入电压为225V
C．闭合开关S，输电线损失的电压不变
D．闭合开关S，用电器A、B均正常工作
13．如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器
B．线路上损耗的功率250W
C．发电机输出的电功率1100kW
D．用户使用的用电设备越多，降压变压器输出电压U4大小不会改变
14．从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用220 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（ ）
A．50∶1 B．1∶50 C．1∶5 D．5∶1
15．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
二、填空题
16．一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
17．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。
18．远距离输电时，减少输电线路电能损失的途径有两个，一是减小________________________________________，二是减小__________________________________，远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U1=110kV输电和输电电压为U2=330kV输电．则两种情况中，输电线上通过的电流之比I1∶I2等于_______
三、解答题
19．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为，发电机电动势最大值和变压器U1；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
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．某县决定在离某村较远的地方建立一座小型水电站，发电机的输出功率为P1=100kW，输出电压为U1=250V，两根输电线其每根电阻为5Ω，导线上损耗电功率为P损=，该村的用电电压是。忽略输电线路中容抗与感抗的损失，求：
（1）流过输电线的电流I2？
（2）理想升压变压器的输出电压U2？
（3）如果该村某厂用电功率为72kW，则该村还可以装“”的电灯多少盏？
（4）两理想变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？
22．（1）原、副线圈的电压比与匝数比在实际中并不相同，请列举两个原因
（2）在用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，请说明原因
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【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。
2．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。
3．C
【详解】
理想变压器的变压比
因为U1、 n1、n2均不变，则U2不变，当用户的用电器增多时，P4增大，根据变压器输出功率决定输入功率，有P3增大，升压变压器的输入功率P1和输出功率P2也都增大，根据
则I2增大，则
增大，所以由
得出U3减小，所以U4也减小；经以上分析知当用户的用电器增多时 P4增大，I2增大，所以由
得输电线上损失的功率也增大，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】
A．由公式
可知，在输电功率不变的情况下，电压升高为原来的9倍，则输送电流变为原来的，A错误；
B．由欧姆定律可知，导线上损失的电压
输电线不变，所以输电线上损失的电压变为原来的，B错误；
C．输电线上损失的功率为
所以输电线上损失的功率变为原来的，C错误；
D．根据
输电线的直径变为原来的，则电阻变为原来的81倍，所以输电线上损失的功率不变，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．对于该系统输入输出功率不变，由于
故原线圈电流为
对于中间线路有
代入数据，解得
则损失的功率为
A正确；
B．根据
代入数据，解得
由A可知
输电线的总电阻两端的电压为
则
又
即有
B错误；
C．由于输入输出功率相同，当用户消耗功率减小时，电流减小，但是
不变，则U2不变，C错误；
D．当消耗功率增大时，输电线电流变大，输电线的总电阻两端的电压变大，U2不变，根据
可知，U3变小，又由
可知，U4变小，D错误。
故选A。
6．C
【详解】
AB．设升压变压器原线圈两端电压为U1，副线圈两端电压为U2，原线圈电流为I1，副线圈电流为I2，降压变压器原线圈电压为U3，副线圈电压为U4，原线圈电流为I3，副线圈电流为I4，因为输电效率为90%，损耗功率为
由题图乙可知
联立解得
AB错误；
C．根据题意
联立解得
C正确；
D．根据题意得
D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．灯泡的额定功率
故选项A错误；
B．通过电灯的电流
根据理想变压器原、副线圈电流关系可得输电线路的电流为
所以输电线路损失的电功率为
故选项B正确；
C．升压变压器原线圈两端电压
升压变压器原线圈的电流
所以升压变压器原、副线圈匝数之比为
故选项C错误；
D．若开关和都闭合时，电路的总电阻减小，总电流增大，通过输电线路损失的电压增大，所以电灯两端的电压降低，两电灯均不能正常发光，故选项D错误。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
U2＝2200V，I2＝100A
所以线路输送的电功率为
P＝U2I2＝2200×100W＝220kW
故A错误；
B．输电线损耗的功率为
若保持P不变，输电电压U2增大，则ΔP减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律有
U3＝U2﹣I2r
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗电压为
ΔU＝I2r
所以ΔU 增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
知，输电电压提高到原来的n倍，则输电电流变为原来的，根据
可知输电线上的电压损失减为原来的，故AC错误；
BD．由
输电线上的功率损失减为原来的，故B错误，D正确。
故选D。
12．A
【详解】
A．开关S断开时，电热器A正常工作，T2的输出电流
对变压器T2，由
可知输电线电流
输电线R的热功率
故A正确；
B．变压器T2的输出电压U4=220V，由
可知，变压器T2的输入电压为
变压器T1的输出电压
可得变压器T1的输入电压为220.5V，故B错误；
CD．仅闭合S，变压器T2的输出功率增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压增大，导致变压器T2的输入电压减小，变压器T2的输出电压减小，A、B均不能正常工作，故CD错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．互感器A并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器B串联在电路中，是电流互感器，故A错误；
B．电流表的示数为5A，互感器原、副线圈的匝数比1：10，则线路上电流
线路上损耗的功率
故B错误；
C．电压表的示数为220V，匝数比分别为100：1，所以输送电压
功率
则发电机输出的电功率1100kW，故C正确；
D．用户使用的用电设备越多，用户回路电流变大，则输送电流变大，损失电压变大，降压变压器输入电压变小，降压变压器输出电压U4大小变小，故D错误。
故选C。
14．A
【详解】
输电线上的电流
则输电线上由电阻造成的电压损失
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
15．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。
16． 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．
17． 4 9.6
【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
18． 减小输电线的电阻 减小输送的电流 3:1
【详解】
由电功率公式P=UI和△P=I2R得到功率损耗为：；减少输电线路电能损失的途径有两个，一是减小输电线的电阻，二是减小输送的电流，即高压输电；根据公式P=UI，两种情况中，输电线上通过的电流之比I1：I2等于电压的反比，为3：1；
【点睛】
本题关键推导出输电线的电流和功率损耗的表达式进行分析，高压输电的实质是小电流输电．
19．（1）；（2）；；（3）
【详解】
（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得
（2）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
根本理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得
根据理想变压器的变压比可知
可得
(3)升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
所以交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比
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）20A；（2）；（3）600盏；（4）；
【详解】
（1）输电线总电阻
在输电线上损失的功率为，根据
解得
升压变压器原线圈电流
副线圈电流即流过输电线的电流
（2）根据
可得
升压变压器副线圈电压
（3）该村输入功率
还可以装的电灯盏数
盏
（4）由上分析知
降压变压器原线圈电压
根据
可得
22．（1）一是变压器的线圈有电阻，变压器工作时会产生焦耳热；二是变压器工作时有漏磁和铁芯中涡流产生热，所以变压器不是理想的。
（2）用电器一般是并联使用，在用电高峰时线路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，线路中总电流增大，则有线路上的电压降增大，用户得到的电压较低，电灯比深夜时要显得暗些。
【详解】
（1）原、副线圈的电压比与匝数比在实际中并不相同，其主要原因：一是变压器的线圈有电阻，变压器工作时会产生焦耳热；二是变压器工作时有漏磁和铁芯中涡流产生热，所以变压器不是理想的。
（2）在用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，其原因是：用电器一般是并联使用，在用电高峰时线路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，线路中总电流增大，则有线路上的电压降增大，用户得到的电压较低，电灯比深夜时要显得暗些。
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