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3.4 电能的输送
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一 输电线上的电压和功率损失 1
知识点二 远距离高压输电过程的分析与计算 4
模块三 巩固提高 7
模块一 知己知彼
考点分布 命题趋势
1.远距离输电时输电线的损失与哪些因素有关,高压输电的原理. 2.远距离输电线路的基本构成，远距离输电线路的定量计算. 本讲内容属高考间歇性考点,多以选择题形式呈现.以远距离输电线路功率的损耗、动态变化分析为主要考查点平均难度中等及以下,与实际生产或科技应用相结合渐成主流.分值为 4~6 分
模块二 知识掌握
知识点一 输电线上的电压和功率损失
【情境导入】假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r.在图中，输电线的电阻集中画为一个电阻r.
(1)怎样计算输电线路损失的功率？
(2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？
(3)通过对第(2)问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
(4)怎样计算用户消耗的功率P？
(5)在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？
【知识梳理】
一、输送电能的基本要求
1．可靠：指保证 可靠地工作，故障少．
2．保质：保证电能的质量—— 和 稳定．
3．经济：指输电线路建造和运行的费用 ，电能损耗 ．
二、降低输电损耗的两个途径
1．输电线上的功率损失：P＝ ，I为输电电流，r为输电线的电阻．
2．降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率 的金属材料，还要尽可能 导线的横截面积．
(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要 输电电压．
【重难诠释】
1．输电线路的电压损失
输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻．
2．输电线路的功率损失
(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2r.
(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝，ΔP＝ΔU·I.
3．减小电压、功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻
由R＝ρ可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻．
(2)减小输电电流I
根据I＝，在输送功率P一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的.
（2023春 荔湾区期末）我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV，远距离输电线路的示意图如图所示，若输送的总功率P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则正确的是 （ ）
A．采用高压输电是为了加快输电的速度
B．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
C．输电线上的电流I
D．输电线上损失的功率P线＝（）2R
（2023春 松江区校级期末）“张北的风点亮北京的灯”，中国外交部发言人赵立坚这一经典语言深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区。远距离输电过程，我们常常采用高压输电。某风力发电站，通过远距离输送一定功率的交流电，若将输送电压升高为原来的n倍，则输电线上的电功率损失为（ ）
A．原来的 B．原来的 C．原来的n倍 D．原来的n2倍
（2023春 房山区期中）特高压交流输电是指100kV及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势。远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的3倍，则（ ）
A．输电线上的电流增大为原来的3倍
B．输电线上损失的电压降低为原来的
C．输电线上的电能损失增大为原来的9倍
D．用户得到的电功率增大为原来的3倍
（2023春 红桥区校级期中）用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（ ）
A． B． C． D．
（2022秋 五华区校级期末）某电站向远处输电，输电线的总电阻为50Ω，输送功率为1.0×105kW，若采用500kV的高压输电，下列说法正确的是（ ）
A．采用高压输电，是为了增加输电线上的电流
B．输电线上的电流为1.0×104A
C．输电线上电阻造成的电压损失为1kV
D．输电线上电阻造成的功率损失为2.0×103kW
知识点二 远距离高压输电过程的分析与计算
【情境导入】
某发电站向远处送电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。
(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻，n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)。
(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？
【知识梳理】
电网供电
1．远距离输电的基本原理：在发电站内用 变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降到所需的电压．
2．电网：通过网状的输电线、 ，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电 ．
3．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．
【重难诠释】
解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应画出远距离输电的电路图(如图)，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
2．理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电线上损耗的电功率：
ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝＝ΔU·I线．
(6)输电线上的电压损失：
ΔU＝I线R线＝U2－U3.
(7)输电效率η＝×100%.
（2023 河北模拟）如图所示为远距离输电的原理图，发电机输出电压恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其中降压变压器的变压比为n；图中电表均为理想电表；两变压器间输电线的总电阻为R。假如用户设备发生变化，导致输电线上的电压增加了ΔU，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数增大
B．输电线上消耗的电功率增加
C．用户设备消耗的电功率减少
D．电流表示数增大了
（2023春 荔湾区校级月考）如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项错误的是（ ）
A．若用户消耗的功率增大，I2随之增大
B．若用户消耗的功率增大，U4随之增大
C．U2＝U3+I2r
D．U1I1r+U4I3
（2023 山东）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4＝50：1，输电线总电阻R＝62.5Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出电流为368A
B．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kW
D．升压变压器的匝数比n1：n2＝1：44
（2023春 思明区校级期中）为建设美丽乡村，某兴建的小型水电站交流发电机输出功率恒为P，输电线总电阻为R线；升压变压器、降压变压器均为理想变压器。如图为发电站为用户供电的电路图及相关物理量。则输电线上的电流大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
（2023春 常熟市期中）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．U2不变，U3变小 B．U2减小，U4变大
C．P2不变，P3变大 D．P1不变，P2变小
模块三 巩固提高
（2022秋 葫芦岛期末）某特高压交流线路工程进行检测，在输送功率一定时，分别用500千伏和1000千伏对同一段线路输电。下列说法正确的是（ ）
A．高压输电线输送电流之比为1：2
B．输电线路上电压损失之比为1：4
C．高压输电线路电阻损耗功率之比4：1
D．用户得到的功率之比为1：2
（2022秋 宁波期末）马先生投资85万建了一个小水电站。已知该水电站的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。已知输电过程中输电线上损失的功率为5kW。则下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为625A
B．升压变压器的输出电压为4000V
C．降压变压器的匝数比为200：11
D．升压变压器的匝数比为5：76
（2022秋 济南期末）我国已经成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A地到B地原采用超高压输电，在保持输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，当换用电压更高的特高压输电后，下列说法正确的是（ ）
A．输电线两端的电压变大
B．输电线流过的电流变大
C．输电线损失的电功率变小
D．输送到B处的电功率变小
（2022秋 温州期末）如图所示，高压输电线是远距离传输电能的重要组成部分，下列关于高压输电线的说法正确的是（ ）
A．输电线应选用电阻率大的金属材料制作
B．高压输电线比普通导线粗，目的是增大导线电阻
C．输电线上方还有两条导线，其作用是把高压线屏蔽起来免遭雷击
D．在输送功率一定时，输电线上损失的功率跟输送电压平方成正比
（多选）（2023春 重庆期末）发电厂通过较长距离输电线直接向学校供电，发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R，通过输电线的电流为I，学校的输入电压为U2，下列计算输电线损耗功率的表达式中正确的是（ ）
A． B．
C．I2R D．I（U1﹣U2）
（多选）（2023春 思明区校级期末）东阳横锦水库水电站的电能对外输送示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示，面积为S的矩形线圈ABCD共N匝，匀速转动周期T，匀强磁场磁感应强度B，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。则下列说法正确的是（ ）
A．从图乙位置开始计时发电机电动势的瞬时值表达式为
B．若升变压器线圈n1两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足
C．为节约变压器制造成本，降压变压器线圈n4可以采用比线圈n3更细的导线绕制
D．当用电高峰期用电器增多时，用电器两端电压会降低
（多选）（2023 淄博模拟）高考期间，为保障考场用电，供电部门为学校配备应急供电系统，输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5：1，降压变压器的副线圈接入到考场供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝20Ω，变压器均为理想变压器。学校有44个考场用电，用电设备额定工作电压均为U＝220V，每个考场的正常用电功率P＝500W。当44个考场正常用电，下列说法正确的是（ ）
A．线框绕轴OO'的转速为3000r/min
B．输电线上损失的电压为400V
C．升压变压器原、副线圈匝数之比为1：8
D．发电机的输出功率为28kW
（多选）（2023 河西区模拟）为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电，当高压到达用户端时再变为低压。若某变电站将电压的交流电降为220V供居民小区用电，则变电所变压器（ ）
A．原、副线圈匝数比为50：1
B．副线圈中电流的频率是100Hz
C．相同材质的副线圈的导线比原线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
（多选）（2023 河西区校级模拟）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两个理想互感器，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．线路上损耗的功率25000W
B．发电机输出的电功率110kW
C．互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器
D．用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压U4大小不会改变
（多选）（2023春 湖南期中）如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。其电源输入电压如图乙所示，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器右侧部分为一路灯控制电路的一部分，其中R1为一定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想交流电表。路灯控制电路两端电压超过一定值时接通路灯电路（图甲中未画出）。白天路灯未亮时，测量发现当升压变压器的输入功率为660kW，降压变压器副线圈的输出功率为570kW，电压表示数为380V，下列说法正确的是（ ）
A．路灯控制电路可以接在R1两端
B．降压变压器原、副线圈的匝数比为50：1
C．降压变压器副线圈输出的交流电方向每秒钟改变100次
D．当光线变暗时，电压表的示数变大，输电线消耗的功率增大
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3.4 电能的输送
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一 输电线上的电压和功率损失 1
知识点二 远距离高压输电过程的分析与计算 5
模块三 巩固提高 11
模块一 知己知彼
考点分布 命题趋势
1.远距离输电时输电线的损失与哪些因素有关,高压输电的原理. 2.远距离输电线路的基本构成，远距离输电线路的定量计算. 本讲内容属高考间歇性考点,多以选择题形式呈现.以远距离输电线路功率的损耗、动态变化分析为主要考查点平均难度中等及以下,与实际生产或科技应用相结合渐成主流.分值为 4~6 分
模块二 知识掌握
知识点一 输电线上的电压和功率损失
【情境导入】假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r.在图中，输电线的电阻集中画为一个电阻r.
(1)怎样计算输电线路损失的功率？
(2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？
(3)通过对第(2)问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
(4)怎样计算用户消耗的功率P？
(5)在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？
答案 (1)输电线路损失的功率P损＝I2r.
(2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，则损失的功率减为原来的二分之一；在线路电阻不变的情况下，当电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的四分之一．
(3)由第(2)问可知，减小电流对于降低输电线路损耗更为有效．
(4)用户消耗的功率P＝UI.
(5)由P＝UI可知I＝，所以在保证电功率不变的前提下，提高输电电压，可减小输电电流．
【知识梳理】
一、输送电能的基本要求
1．可靠：指保证供电线路可靠地工作，故障少．
2．保质：保证电能的质量——电压和频率稳定．
3．经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．
二、降低输电损耗的两个途径
1．输电线上的功率损失：P＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻．
2．降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．
(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．
【重难诠释】
1．输电线路的电压损失
输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻．
2．输电线路的功率损失
(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2r.
(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝，ΔP＝ΔU·I.
3．减小电压、功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻
由R＝ρ可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻．
(2)减小输电电流I
根据I＝，在输送功率P一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的.
（2023春 荔湾区期末）我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV，远距离输电线路的示意图如图所示，若输送的总功率P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则正确的是 （ ）
A．采用高压输电是为了加快输电的速度
B．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
C．输电线上的电流I
D．输电线上损失的功率P线＝（）2R
【解答】解：A、采用高压输电是为了减少能量的损失，故A错误；
B、由于输电线上有电压损失，则升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，故B错误；
C、输电线上的电流应为I
故C错误；
D、输电线上损失的功率P线＝I2R＝（）2R
故D正确。
故选：D。
（2023春 松江区校级期末）“张北的风点亮北京的灯”，中国外交部发言人赵立坚这一经典语言深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿色奥运”理念。张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区。远距离输电过程，我们常常采用高压输电。某风力发电站，通过远距离输送一定功率的交流电，若将输送电压升高为原来的n倍，则输电线上的电功率损失为（ ）
A．原来的 B．原来的 C．原来的n倍 D．原来的n2倍
【解答】解：由公式P＝UI可得，输送电流为：
输电线上的电功率损失为：
解得：
若将输送电压升高为原来的n倍，输电电流变为原来的倍，则输电线上的电功率损失为原来的，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2023春 房山区期中）特高压交流输电是指100kV及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势。远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的3倍，则（ ）
A．输电线上的电流增大为原来的3倍
B．输电线上损失的电压降低为原来的
C．输电线上的电能损失增大为原来的9倍
D．用户得到的电功率增大为原来的3倍
【解答】解：A、根据P＝UI，当输送功率一定时，若输送电压提高到原来的3倍，输电线上的电流将变为原来的，故A错误；
B、输电线上损失的电压：ΔU＝Ir，由A得，若输送电压提高到原来的3倍，输送电流变为原来的，则输电线上损失的电压也为原来的，故B正确；
C、输电线上损失的功率：ΔP＝I2r，由A得，若输送电压提高到原来的3倍，输送电流变为原来的，则输电线上的电能损失E＝Pt减少为原来的，故C错误；
D、原来用户得到的功率：，升压后得到的功率：，用户得到的电功率不是原来的3倍，故D错误。
故选：B。
（2023春 红桥区校级期中）用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：已知输送功率为P，输送电压为U，则输送电流为I，则输电线上损失的功率为：P'＝I2R，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（2022秋 五华区校级期末）某电站向远处输电，输电线的总电阻为50Ω，输送功率为1.0×105kW，若采用500kV的高压输电，下列说法正确的是（ ）
A．采用高压输电，是为了增加输电线上的电流
B．输电线上的电流为1.0×104A
C．输电线上电阻造成的电压损失为1kV
D．输电线上电阻造成的功率损失为2.0×103kW
【解答】解：A．由输送功率P＝UI，可知功率一定时，采用高压输电则会降低电流I，故采用高压输电是为了降低输电线上的电流，故A错误；
B．根据功率P＝UI，可解得，故B错误；
C．根据欧姆定律U＝IR，可得到输电线上的电压损失为U＝200×50V＝1.0×104V＝10kV，故C错误；
D．根据焦耳定律可知，造成的功率损失即为电阻产生热的功率，
解得：
故D正确。
故选：D。
知识点二 远距离高压输电过程的分析与计算
【情境导入】
某发电站向远处送电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。
(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻，n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)。
(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？
【答案】
(1)第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝IR＋P3
第三个回路：P4＝U4I4。
(2)＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4。
【知识梳理】
电网供电
1．远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压．
2．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络．
3．电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．
(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡．
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
【重难诠释】
解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应画出远距离输电的电路图(如图)，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
2．理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电线上损耗的电功率：
ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝＝ΔU·I线．
(6)输电线上的电压损失：
ΔU＝I线R线＝U2－U3.
(7)输电效率η＝×100%.
（2023 河北模拟）如图所示为远距离输电的原理图，发电机输出电压恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其中降压变压器的变压比为n；图中电表均为理想电表；两变压器间输电线的总电阻为R。假如用户设备发生变化，导致输电线上的电压增加了ΔU，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数增大
B．输电线上消耗的电功率增加
C．用户设备消耗的电功率减少
D．电流表示数增大了
【解答】解：A、正弦交流发电机输出电压保持不变，升压变压器的输出电压不变，输电线上电压增加ΔU，所以降压变压器的原线圈电压减少ΔU，则降压变压器的副线圈电压减少 ，故A错误；
BC、输电线电阻不变，电压增加，说明输电线上电流增加，而输电线损耗功率增加 ，ΔU＝U2﹣U1，用户设备消耗的电功率减少不是，故BC错误；
D、若降压变压器原、副线圈电流分别为 I1、I2，则 nI1＝I2，变压比n不变，所以 nΔI1＝ΔI2，输电线上电流增加 ，可知降压变压器输出电流增加 ，故D正确。
故选：D。
（2023春 荔湾区校级月考）如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项错误的是（ ）
A．若用户消耗的功率增大，I2随之增大
B．若用户消耗的功率增大，U4随之增大
C．U2＝U3+I2r
D．U1I1r+U4I3
【解答】解：A、若用户消耗的功率增大，则I3增大，根据电流与匝数成反比可知，I2随之增大，故A正确；
B、若用户消耗的功率增大，则I3增大，根据电流与匝数成反比可知，I2随之增大，输电线上损失电压U损＝I2r也增大，所以U3＝U2﹣U损减小，所以U4随之减小，故B错误；
C、根据闭合电路欧姆定律可知：U2＝U3+I2r
故C正确；
D、根据功率关系可得：U1I1r+U4I3
故D正确；
本题要求选错误的，
故选：B。
（2023 山东）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4＝50：1，输电线总电阻R＝62.5Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出电流为368A
B．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kW
D．升压变压器的匝数比n1：n2＝1：44
【解答】解：A、发电机的输出电压U1＝250V，输出功率P1＝500kW＝5.0×105W，根据P1＝U1I1可得发电机的输出电流为：I1＝2000A，故A错误；
B、用户端电压U4＝220V，功率P2＝88kW＝8.8×104W，根据P2＝U4I4可得降压变压器线圈中的电流为：I4＝400A
根据I3：I4＝n4：n3可得降压变压器原线圈中的电流为：I3＝8A
输电线上损失的功率为：ΔPR＝82×62.5W＝4000W＝4.0kW，故B错误；
C、输送给储能站的功率为：P储存＝P1﹣P2﹣ΔP＝500kW﹣88kW﹣4.0kW＝408kW，故C正确；
D、升压变压器副线圈两端电压为U2，根据功率计算公式可得：P2+ΔP＝U2I3，解得：U2＝11500V
升压变压器的匝数比n1：n2＝U1：U2＝250：11500＝1：46，故D错误。
故选：C。
（2023春 思明区校级期中）为建设美丽乡村，某兴建的小型水电站交流发电机输出功率恒为P，输电线总电阻为R线；升压变压器、降压变压器均为理想变压器。如图为发电站为用户供电的电路图及相关物理量。则输电线上的电流大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：A.输电线上的功率损失，输电线上的电流，而ΔP＝P﹣I线U3，因此，故A错误；
B.输电线上的电压损失ΔU＝U2﹣U3，根据欧姆定律，输电线上的电流，故B错误；
C.根据理想变压器电流与匝数比的关系，对升压变压器
对降压变压器
联立解得，故C正确；
D.升压变压器的输出功率P2＝P
根据功率公式P2＝I线U2
联立解得，故D错误。
故选：C。
（2023春 常熟市期中）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．U2不变，U3变小 B．U2减小，U4变大
C．P2不变，P3变大 D．P1不变，P2变小
【解答】解：AB、使用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以U3变小，U4变小，故A正确，B错误；
CD、由于两变压器均是理想的，所以输入功率与输出功率相等，当P1变大，P2也变大，加之T1的输入电压U1一定，则输出电压也一定，通过电阻R的电流变大，所以U3电压变小，要使用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，故CD错误；
故选：A。
模块三 巩固提高
（2022秋 葫芦岛期末）某特高压交流线路工程进行检测，在输送功率一定时，分别用500千伏和1000千伏对同一段线路输电。下列说法正确的是（ ）
A．高压输电线输送电流之比为1：2
B．输电线路上电压损失之比为1：4
C．高压输电线路电阻损耗功率之比4：1
D．用户得到的功率之比为1：2
【解答】解：A、输送功率一定时，根据P＝UI，有I1：I2＝U2：U1＝1000：500＝2：1
故A错误；
B、输电线路上的损失的电压ΔU＝IR
则ΔU1：ΔU2＝I1：I2＝2：1
故B错误；
C、高压输电线路电阻损耗的功率为ΔP＝I2R
损耗的功率之比ΔP1：ΔP2：22：1＝4：1
故C正确；
D、用户得到的功率为P用户＝P﹣ΔP
则用户得到的功率之比为P1：P2＝（P﹣ΔP1）：（P﹣ΔP2）
其中P为输送功率，故D错误。
故选：C。
（2022秋 宁波期末）马先生投资85万建了一个小水电站。已知该水电站的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。已知输电过程中输电线上损失的功率为5kW。则下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为625A
B．升压变压器的输出电压为4000V
C．降压变压器的匝数比为200：11
D．升压变压器的匝数比为5：76
【解答】解：A、输电线上损失的功率P损＝5kW＝5000WR
解得，输电线上通过的电流为I2＝25A
故A错误；
BD、该水电站的输出功率为P＝100kW＝1×105W
升压变压器原线圈的电流I1A＝400A
升压变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，有：U1：U2＝n1：n2＝I2：I1＝25：400＝1：16
解得，升压变压器的输出电压为U2＝4000V
故B正确、D错误；
C、输电线上损失的电压为U损＝I2R＝25×8V＝200V
降压变压器原线圈电压为U3＝U2﹣U损＝4000V﹣200V＝3800V
降压变压器的匝数比为n3：n4＝U3：U4＝3800：220＝190：11
故C错误；
故选：B。
（2022秋 济南期末）我国已经成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A地到B地原采用超高压输电，在保持输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，当换用电压更高的特高压输电后，下列说法正确的是（ ）
A．输电线两端的电压变大
B．输电线流过的电流变大
C．输电线损失的电功率变小
D．输送到B处的电功率变小
【解答】解：AB．在保持输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，当换用电压更高的特高压输电，根据功率公式P＝UI，可知输电线上电流减小，则输电线两端的电压也变小，故AB错误；
C．根据ΔP＝I2R可知在输电线电阻不变的情况下，随着电流的减小，输电线上损失的功率也在减小，故C正确；
D．由于电能输送中总功率不变，当输电线上损失的功率变小，则输送到B处的电功率变大，故D错误。
故选：C。
（2022秋 温州期末）如图所示，高压输电线是远距离传输电能的重要组成部分，下列关于高压输电线的说法正确的是（ ）
A．输电线应选用电阻率大的金属材料制作
B．高压输电线比普通导线粗，目的是增大导线电阻
C．输电线上方还有两条导线，其作用是把高压线屏蔽起来免遭雷击
D．在输送功率一定时，输电线上损失的功率跟输送电压平方成正比
【解答】解：A．输电线路上损失的功率为ΔP＝I2R，所以输电线应选用电阻率小的金属材料制作，故A错误；
B．高压输电线比普通导线粗，目的是减小导线电阻，故B错误；
C．输电线上方还有两条导线，其作用是把高压线屏蔽起来免遭雷击，故C正确；
D．在输送功率一定时，电流
输电线上损失的功率为ΔP＝I2R
所以输电线上损失的功率跟输送电压的平方反比，故D错误。
故选：C。
（多选）（2023春 重庆期末）发电厂通过较长距离输电线直接向学校供电，发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R，通过输电线的电流为I，学校的输入电压为U2，下列计算输电线损耗功率的表达式中正确的是（ ）
A． B．
C．I2R D．I（U1﹣U2）
【解答】解：输电线上损失的电压为ΔU＝U1﹣U2
根据欧姆定律得：
输电线损耗功率为：P损＝I（U1﹣U2）＝I2R
故AB错误，CD正确。
故选：CD。
（多选）（2023春 思明区校级期末）东阳横锦水库水电站的电能对外输送示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示，面积为S的矩形线圈ABCD共N匝，匀速转动周期T，匀强磁场磁感应强度B，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。则下列说法正确的是（ ）
A．从图乙位置开始计时发电机电动势的瞬时值表达式为
B．若升变压器线圈n1两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足
C．为节约变压器制造成本，降压变压器线圈n4可以采用比线圈n3更细的导线绕制
D．当用电高峰期用电器增多时，用电器两端电压会降低
【解答】解：A．图示位置线圈平面与磁场方向垂直，为中性面位置，从中性面开始计时发动机电动势瞬时值的表达式为：
e＝Emsinωt
其中Em＝NBSω，
联立解得：，故A正确；
B．根据电压与匝数比关系得：
而U2＝U3+I2r，U1＝U4
所以
故B错误；
C．降压变压器原、副线圈匝数n3＞n4，由知降压变压器线圈n3的电流小于线圈n4的电流，由知越细的线圈截面积S越小，线圈电阻越大，根据电流相同情况下电阻越大发热功率越大，为节约变压器制造成本，应该电流大的线圈用粗导线，电流小的线圈用细导线，降压变压器线圈n3可以采用比线圈n4更细的导线绕制，故C错误；
D．当用电高峰期用电器增多时，总电阻减小，干路上的电流变大，输电线路电流变大，线路上电阻不变，线路上损失的电压变大，由U3＝U2﹣I2r可知U3变小，
根据知U4减小，用电器两端电压会降低，故D正确。
故选：AD。
（多选）（2023 淄博模拟）高考期间，为保障考场用电，供电部门为学校配备应急供电系统，输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5：1，降压变压器的副线圈接入到考场供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝20Ω，变压器均为理想变压器。学校有44个考场用电，用电设备额定工作电压均为U＝220V，每个考场的正常用电功率P＝500W。当44个考场正常用电，下列说法正确的是（ ）
A．线框绕轴OO'的转速为3000r/min
B．输电线上损失的电压为400V
C．升压变压器原、副线圈匝数之比为1：8
D．发电机的输出功率为28kW
【解答】解：A、感应电动势的最大值为，又有ω＝2πn转，解得n转＝3000r/min，故A正确；
B、根据题意可知，每个考试用电的电流为I0AA，则降压变压器副线圈的电流为I4＝44I0＝44A＝100A，由电流与线圈匝数关系有，解得，输电线上的电流为I3＝20A，输电线上损失的电压为ΔU＝I3R＝20×20V＝400V，故B正确；
C、由电压与线圈匝数关系有，则降压变压器原线圈的输入电压为U3＝1100V，则升压变压器副线圈的电压为U2＝U3+ΔU＝1100V+400V＝1500V，升压变压器原、副线圈匝数之比为，故C错误；
D、由电流与线圈匝数的关系有，其中I2＝I3＝20A，则升压变压器输入电流为I1＝120A，发电机的输出功率P入＝I1UV＝20×1.5×103W＝30kW，故D错误。
故选：AB。
（多选）（2023 河西区模拟）为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电，当高压到达用户端时再变为低压。若某变电站将电压的交流电降为220V供居民小区用电，则变电所变压器（ ）
A．原、副线圈匝数比为50：1
B．副线圈中电流的频率是100Hz
C．相同材质的副线圈的导线比原线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
【解答】解：A、由交流电瞬时值表达式可知，最大值为11000V，则有效值为11000V，
，则变压器原副线圈匝数比为50：1，故A正确；
B、原副线圈中交变电流频率相同，频率为，故B错误；
C、原副线圈功率相同，由P＝IU知副线圈电压低则电流大，则副线圈导线要粗些，故C正确；
D、变压器输入功率等于输出功率，原副线圈两端的电压不等，则电流不相等，故D错误。
故选：AC。
（多选）（2023 河西区校级模拟）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两个理想互感器，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．线路上损耗的功率25000W
B．发电机输出的电功率110kW
C．互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器
D．用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压U4大小不会改变
【解答】解：ABC、互感器A并联接入电路是电压互感器，互感器A原、副线圈的匝数比为nA1：nA2＝100：1，电压表的示数为UV＝220V
由理想变压器原、副线圈电压关系得：，代入数据得U2＝2.2×104V；
互感器B串联接入电路是电流互感器，互感器B原、副线圈的匝数比为nB1：nB2＝1：10，电流表的示数为IA＝5A
由理想变压器原、副线圈电流关系得：，代入数据得输电线中的电流I＝50A。
可得线路上损耗功率：P损＝I2r＝502×10W＝25000W
发电机输出电功率：P发＝U2I＝2.2×104×50W＝1100kW
故AC正确，B错误；
D、用户使用的用电设备越多，降压变压器的副线圈的电流会增大，输电电流和升压变压器的原线圈的电流均会增大，发电机输出功率恒定，则U1、U2均均减小，由U3＝U2﹣Ir，可得降压变压器输入电压U3减小，降压变压器输出电压U4减小，故D错误。
故选：AC。
（多选）（2023春 湖南期中）如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。其电源输入电压如图乙所示，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器右侧部分为一路灯控制电路的一部分，其中R1为一定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想交流电表。路灯控制电路两端电压超过一定值时接通路灯电路（图甲中未画出）。白天路灯未亮时，测量发现当升压变压器的输入功率为660kW，降压变压器副线圈的输出功率为570kW，电压表示数为380V，下列说法正确的是（ ）
A．路灯控制电路可以接在R1两端
B．降压变压器原、副线圈的匝数比为50：1
C．降压变压器副线圈输出的交流电方向每秒钟改变100次
D．当光线变暗时，电压表的示数变大，输电线消耗的功率增大
【解答】解；A.光敏电阻R2的阻值随光照强度的减小而增大，若路灯控制电路接在定值电阻R1两端，根据串联电路的电压的分配与电阻的关系，电阻R1两端电压会随光照强度减小而减小，控制电路不接通，与题意不符；若路灯控制电路接在R2两端，当光线变暗时，R2阻值变大，R2两端电压增大，控制电路接通，与题意符合，故A错误；
D.光线变暗时，R2阻值变大，则降压变压器的等效电阻变大，输电线上的电流变小，则输电线消耗的功率变小，故D错误；
B.依题意，输电线上损失的功率为ΔP＝P1﹣P4＝660kW﹣570kW＝90kW
又根据功率公式
代入数据解得I2＝30A，即降压变压器的输入电流I3＝30A
设降压变压器的输出电流为I4，根据功率公式
根据理想变压器电流与匝数比的关系，故B正确；
C.根据图像可知交流电的周期为0.02s，则交流电的频率为f＝50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以降压变压器副线圈输出的交流电方向每秒钟改变100次，故C正确。
故选：BC。
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