鲁科版（2019）选择性必修第二册3.4电能的远距离输送（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 鲁科版（2019）选择性必修第二册3.4电能的远距离输送（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 902.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-24 19:42:49 | ||
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文档简介
3.4 电能的远距离输送
一、单选题
1．小型发电站向某工厂输电，发电站的输出功率为。若用电压输送，输电导线的总电阻为，再在用户端用一理想变压器降压，使用户得到的电压为。则降压变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A． B． C． D．
2．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
3．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（ ）
A．因为热功率，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗
B．因为热功率P＝IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗
C．因为热功率P＝I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗
D．以上说法均不正确
4．如图是某小型电站高压输电示意图，升压、降压变压器均为理想变压器，输电线总电阻为R，设发电机输出电压不变，则用户端负载增加（用电高峰期）时，下列说法错误的是（ ）
A．降压变压器输出电压增大
B．升压变压器输出电压不变
C．输电线上损失的电压增大
D．发电机的输出功率增大
5．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
6．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
7．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如下图，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比4∶1，输电线总电阻R＝4 Ω。全校共22个班，每班有“220 V，40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则（ ）
A．发电机输出功率为5 280 W
B．发电机电动势为250 V
C．若减小升压变压器原副线圈匝数比可以提高输电的效率
D．若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率也减半
8．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
9．如图所示，甲图是远距离输电线路的示意图，乙图是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
10．如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（ ）
A．升压变压器副线圈电压U2降低 B．降压变压器原线圈电压U3升高
C．输电线消耗的功率增大 D．发电机的输出功率不变
11．如图所示是三峡电站向浙江地区送电的简化模型。两变压器均为理想变压器，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，用户端得到的是电压为、功率为P的正弦式交变电流，输电线总电阻为，不考虑其他影响下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器输出端的电压为
B．降压变压器的输入端的电压为
C．输电线上的电流为
D．输电线上损失的功率为
12．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．
13．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
14．从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。如图所示的远距离输电示意图中的变压器均为理想变压器，发电机产生正弦交流电电压有效值不变，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1∶50，隆压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=50∶1，已知用户两端电压的有效值U4=220V，且用户消耗的电功率为11kW，远距离输电的输电线的总电阻r=100Ω（认为输电中的能量损耗完全由电阻产生），则（ ）
A．升压变压器的副线圈两端电压的有效值为11.1kV
B．降压变压器的原线圈中的电流的有效值为2A
C．输电线上消耗的功率为1000W
D．升压变压器的输入功率为11.5kW
15．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
二、填空题
16．用电压U和kU通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为_________，若采用同样粗细的输电导线输电，则前后两种情况下输电导线上损失的功率之比为_________。
17．某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______．
18．日常生活中的照明用电是______（填“直流”或“交流”），给手机电池（电压约3.6V）充电，则充电器中的变压器是______（填“升压”或“降压”）变压器。
三、解答题
19．变压器线圈中的电流越大，所用的导线就越粗，通常给用户送电的变压器是降压变压器，那么它的原线圈和副线圈，哪个应该用较粗的导线？请说明理由。
20．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；
21．某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW，用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
22．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、 9.5kW的电力，求:
（1）升压变压器原、副线圈的匝数比n :n ；
（2）输电线的总电阻R；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
本题考查远距离输电问题，解决本题的关键：1、知道变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。
【详解】
设发电站端升压变压器的输出电压为，用户端变压器原线圈电压为，
则有
对用户端降压变压器，根据变压器的变压比有
联立解得降压变压器原、副线圈的匝数比为
故选B。
2．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。
3．C
【详解】
A B．输电导线上的热损耗若用或P＝IU公式，则 U必须为输电线上等效电阻两端的电压，并不是输电电压。选项A、B均错误；
CD．输电导线上的热损耗若用P＝I2R，I为输电电流、R为输电线电阻，所以减小输电线电阻或减小输送电流的方法可以减小输电导线上的热损耗。选项C正确，选项D错误。
故选C。
4．A
【详解】
用户端负载增加时，发电机输出功率增大，输出电压U1不变，输出电流I1增大。根据理想变压器原、副线圈电压、电流规律可知，升压变压器输出电压U2不变，输电线上的电流I2增大，输电线上损失的电压为
可知增大。
降压变压器原线圈两端电压为
可知U3减小，所以降压变压器输出电压U4减小，故A错误，BCD正确。
故选A。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】
A．对降压变压器
解得
，
对升压变压器
解得
故A错误；
B．对升压变压器
解得
又因为
解得
由欧姆定律可得
解得
故B正确；
C．若想提高输电效率，需要减少导线上的功率损失，就需要减小输电导线上的电流，则需要提高升压变压器原副线圈的匝数比，故C错误；
D．当电灯减少一半时
同理可得
故D错误。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．由于变压器只交流电改变电压，不改变交流电的频率，由图乙可知，用户用电器上交流电的频率是50 Hz。A错误；
B．发电机输出交流电的电压的最大值为500V，因此有效值为
B错误；
C．输电线的电流由升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比用户，用电量以及输电导线的电阻共同决定，C错误；
D．当用户用电器的总电阻增大时，降压变压器副线圈电流减小，因此输电线的电流减小，输电线上损失的功率减小，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．发电机的输出电压U1不变，升压变压器匝数比不变，则副线圈电压U2不变，A错误；
BC．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则降压变压器原线圈电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大、输电线上的电压损失增大，进一步导致降压变压器的输入电压U3减小，B错误，C正确；
D．用户开启的用电器增多，消耗的功率增大，发电机输出功率随之增大，D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．设降压变压器原副线圈的电压有效值分别为、，则有
，，
设输电线上分得的电压为△，则
△，△
联立解得
故 A正确；
B．由得
故B错误；
C．输电线上的电流为
故C错误；
D．输电线上损失的功率为
△
故D错误。
故选A。
12．C
【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。
13．B
【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。
14．A
【详解】
AB．降压变压器副线圈电流
根据
解得输电线中的电流
输电线上的损失电压为
根据电压与匝数成正比
得降压变压器原线圈两端的电压为
升压变压器的副线圈两端电压有效值
B错误A正确；
C．输电线上损失的功率
C错误；
D．升压变压器的原线圈输入的电功率为
D错误。
故选A。
15．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。
16． k2：1 k2：1
【详解】
[1]根据知，，输电线上损耗的功率
因为输送电压之比为，损耗功率相等，则电阻之比为，根据电阻定律得，，则横截面积之比为；
[2]若采用同样粗细的输电导线输电，则输电线的电阻相同，输送电压之比为，根据知，输送电流之比为k：1，根据知，损失的功率之比为
17． 4900 133：11
【详解】
[1]．输送的总功率为9.8×104W，将电压升高到2800V再输出，故传输电流为：
故功率损耗为：
△P=I2R=352×4=4900W
[2]．导线上电压损耗为：
△U=IR=35×4=140V
故降压变压器的输入电压为：
U3=U-△U=2800-140=2660V
故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为：
18． 交流 降压
【详解】
[1][2]日常生活中的照明用电是220V交流电；给手机电池（电压约3.6V）充电，则充电器中的变压器是降压变压器。
19．见解析
【详解】
给用户送电的变压器是降压变压器，根据远距离输电原理可知其原线圈两端电压高、电流小，而副线圈两端电压低、电流大，所以副线圈应该用较粗的导线。
20．（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
21．（1）400A，20A；（2）；（3），
【详解】
（1）由
解得升压变压器输入的电流为
输电线上损失的功率
解得输电线上通过的电流是
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为
解得
（3）由
解得
由于
，
可得
，
由
可得
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）升压变压器、副线圈匝数比为
（2）导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有
而发电机输出功率等于升压变压器的输出功率，有
所以
（3）设降压变压器原线圈上电压为
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．小型发电站向某工厂输电，发电站的输出功率为。若用电压输送，输电导线的总电阻为，再在用户端用一理想变压器降压，使用户得到的电压为。则降压变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A． B． C． D．
2．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
3．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（ ）
A．因为热功率，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗
B．因为热功率P＝IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗
C．因为热功率P＝I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗
D．以上说法均不正确
4．如图是某小型电站高压输电示意图，升压、降压变压器均为理想变压器，输电线总电阻为R，设发电机输出电压不变，则用户端负载增加（用电高峰期）时，下列说法错误的是（ ）
A．降压变压器输出电压增大
B．升压变压器输出电压不变
C．输电线上损失的电压增大
D．发电机的输出功率增大
5．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
6．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
7．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如下图，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比4∶1，输电线总电阻R＝4 Ω。全校共22个班，每班有“220 V，40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则（ ）
A．发电机输出功率为5 280 W
B．发电机电动势为250 V
C．若减小升压变压器原副线圈匝数比可以提高输电的效率
D．若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率也减半
8．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
9．如图所示，甲图是远距离输电线路的示意图，乙图是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
10．如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（ ）
A．升压变压器副线圈电压U2降低 B．降压变压器原线圈电压U3升高
C．输电线消耗的功率增大 D．发电机的输出功率不变
11．如图所示是三峡电站向浙江地区送电的简化模型。两变压器均为理想变压器，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，用户端得到的是电压为、功率为P的正弦式交变电流，输电线总电阻为，不考虑其他影响下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器输出端的电压为
B．降压变压器的输入端的电压为
C．输电线上的电流为
D．输电线上损失的功率为
12．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．
13．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
14．从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。如图所示的远距离输电示意图中的变压器均为理想变压器，发电机产生正弦交流电电压有效值不变，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1∶50，隆压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=50∶1，已知用户两端电压的有效值U4=220V，且用户消耗的电功率为11kW，远距离输电的输电线的总电阻r=100Ω（认为输电中的能量损耗完全由电阻产生），则（ ）
A．升压变压器的副线圈两端电压的有效值为11.1kV
B．降压变压器的原线圈中的电流的有效值为2A
C．输电线上消耗的功率为1000W
D．升压变压器的输入功率为11.5kW
15．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
二、填空题
16．用电压U和kU通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为_________，若采用同样粗细的输电导线输电，则前后两种情况下输电导线上损失的功率之比为_________。
17．某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______．
18．日常生活中的照明用电是______（填“直流”或“交流”），给手机电池（电压约3.6V）充电，则充电器中的变压器是______（填“升压”或“降压”）变压器。
三、解答题
19．变压器线圈中的电流越大，所用的导线就越粗，通常给用户送电的变压器是降压变压器，那么它的原线圈和副线圈，哪个应该用较粗的导线？请说明理由。
20．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；
21．某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW，用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
22．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、 9.5kW的电力，求:
（1）升压变压器原、副线圈的匝数比n :n ；
（2）输电线的总电阻R；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
本题考查远距离输电问题，解决本题的关键：1、知道变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。
【详解】
设发电站端升压变压器的输出电压为，用户端变压器原线圈电压为，
则有
对用户端降压变压器，根据变压器的变压比有
联立解得降压变压器原、副线圈的匝数比为
故选B。
2．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。
3．C
【详解】
A B．输电导线上的热损耗若用或P＝IU公式，则 U必须为输电线上等效电阻两端的电压，并不是输电电压。选项A、B均错误；
CD．输电导线上的热损耗若用P＝I2R，I为输电电流、R为输电线电阻，所以减小输电线电阻或减小输送电流的方法可以减小输电导线上的热损耗。选项C正确，选项D错误。
故选C。
4．A
【详解】
用户端负载增加时，发电机输出功率增大，输出电压U1不变，输出电流I1增大。根据理想变压器原、副线圈电压、电流规律可知，升压变压器输出电压U2不变，输电线上的电流I2增大，输电线上损失的电压为
可知增大。
降压变压器原线圈两端电压为
可知U3减小，所以降压变压器输出电压U4减小，故A错误，BCD正确。
故选A。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】
A．对降压变压器
解得
，
对升压变压器
解得
故A错误；
B．对升压变压器
解得
又因为
解得
由欧姆定律可得
解得
故B正确；
C．若想提高输电效率，需要减少导线上的功率损失，就需要减小输电导线上的电流，则需要提高升压变压器原副线圈的匝数比，故C错误；
D．当电灯减少一半时
同理可得
故D错误。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．由于变压器只交流电改变电压，不改变交流电的频率，由图乙可知，用户用电器上交流电的频率是50 Hz。A错误；
B．发电机输出交流电的电压的最大值为500V，因此有效值为
B错误；
C．输电线的电流由升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比用户，用电量以及输电导线的电阻共同决定，C错误；
D．当用户用电器的总电阻增大时，降压变压器副线圈电流减小，因此输电线的电流减小，输电线上损失的功率减小，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．发电机的输出电压U1不变，升压变压器匝数比不变，则副线圈电压U2不变，A错误；
BC．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则降压变压器原线圈电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大、输电线上的电压损失增大，进一步导致降压变压器的输入电压U3减小，B错误，C正确；
D．用户开启的用电器增多，消耗的功率增大，发电机输出功率随之增大，D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．设降压变压器原副线圈的电压有效值分别为、，则有
，，
设输电线上分得的电压为△，则
△，△
联立解得
故 A正确；
B．由得
故B错误；
C．输电线上的电流为
故C错误；
D．输电线上损失的功率为
△
故D错误。
故选A。
12．C
【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。
13．B
【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。
14．A
【详解】
AB．降压变压器副线圈电流
根据
解得输电线中的电流
输电线上的损失电压为
根据电压与匝数成正比
得降压变压器原线圈两端的电压为
升压变压器的副线圈两端电压有效值
B错误A正确；
C．输电线上损失的功率
C错误；
D．升压变压器的原线圈输入的电功率为
D错误。
故选A。
15．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。
16． k2：1 k2：1
【详解】
[1]根据知，，输电线上损耗的功率
因为输送电压之比为，损耗功率相等，则电阻之比为，根据电阻定律得，，则横截面积之比为；
[2]若采用同样粗细的输电导线输电，则输电线的电阻相同，输送电压之比为，根据知，输送电流之比为k：1，根据知，损失的功率之比为
17． 4900 133：11
【详解】
[1]．输送的总功率为9.8×104W，将电压升高到2800V再输出，故传输电流为：
故功率损耗为：
△P=I2R=352×4=4900W
[2]．导线上电压损耗为：
△U=IR=35×4=140V
故降压变压器的输入电压为：
U3=U-△U=2800-140=2660V
故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为：
18． 交流 降压
【详解】
[1][2]日常生活中的照明用电是220V交流电；给手机电池（电压约3.6V）充电，则充电器中的变压器是降压变压器。
19．见解析
【详解】
给用户送电的变压器是降压变压器，根据远距离输电原理可知其原线圈两端电压高、电流小，而副线圈两端电压低、电流大，所以副线圈应该用较粗的导线。
20．（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
21．（1）400A，20A；（2）；（3），
【详解】
（1）由
解得升压变压器输入的电流为
输电线上损失的功率
解得输电线上通过的电流是
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为
解得
（3）由
解得
由于
，
可得
，
由
可得
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）升压变压器、副线圈匝数比为
（2）导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有
而发电机输出功率等于升压变压器的输出功率，有
所以
（3）设降压变压器原线圈上电压为
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
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