5．电能的输送
(在学生用书中分册装订！)
1．某用电器与供电电源的距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积最小值是( )
A. B.
C. D.
解析： 输电线的电阻R线＝由电阻定律得R＝ρ·得S＝，B正确．
答案： B
2．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线．则下列说法正确的是( )
A．输电线上的电流I＝
B．输电线上的电流I＝
C．输电线上损失的功率P＝2·R线
D．输电线上损失的功率P＝
解析： 输电线上的电流I线＝＝，故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝IR线＝2·R＝，故C正确．D错误．
答案： BC
3．远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是( )
A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比
B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比
C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比
D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比
解析： 此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混，由P＝而选B.正确的思路是由I线＝可知ΔP＝·R线，C对．ΔU＝·R线，A错．ΔP＝，D对．
答案： CD
4．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R线，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是( )
A. B.
C．I2R线 D．I(U1－U2)
解析： 输电线损耗P损＝I2R线＝＝IU线其中U线＝U1－U2，故B、C、D正确．
答案： BCD
5．下图为远距离输电线路的示意图：
若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )
A．升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
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减少时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
解析： 变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A、B错误．用户的总电阻减小，据P＝，消耗的功率增大，输电线电流增大，线路损失功率增大，C项正确，升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压，D项错误．
答案： C
6．(2014·江苏物理)远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )
A.＝ B．I2＝
C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2
解析： 根据理想变压器的工作原理解题．根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、＝.U2不是加在R两端的电压，故I2≠，而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和．选项D正确．
答案： D
7．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．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
解析： 升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定，输出功率变大时升压变压器的输出电压不变，A项错误．由I＝可知当输出功率增大时输出电流增大．由U损＝IR及P损＝I2R可知U损及P损均增大．故C项正确．当U损增大时降压变压器的输出电压减小，B选项错误．由P损＝R可知＝R.当输出功率增大时输电线损耗比例增大，D项正确．
答案： CD
8．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，现输电电压应为( )
A．100U0 B.U0
C. D.
解析： 设线路电阻为r，损失功率为P损＝I2r，线路电流为I＝，解得P损＝r
则P′损∝
当P损为原来的时U0′＝U0
选项B正确．
答案： B
9．某小型发电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220 sin 100πt V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是( )
A．通过R0电流的有效值是20 A
B．降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率
解析： 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 Ω，所以通过R0电流的有效值是20 A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1，选项B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，选项C错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，选项D正确．
答案： ABD
10．(2014·安徽六安市联考)如图所示，某变电站用10 kV的高压向10 km外的小区供电，输送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%，下列不同规格的输电线中，符合要求的是( )
选项
型号
千米电阻/(Ω·km－1)
A
DYD30/C
1
B
DYD50/C
0.6
C
DYD100/C
0.3
D
DYD150/C
0.2
解析： 由P＝UI解得输电电流I＝P/U＝20 A．输电线路上损耗的功率不超过P损＝200 kW×2%＝4 kW，由P损＝I2R解得R＝10 Ω.由于需要20 km长的输电线，所选输电线千米电阻应小于0.5 Ω/km，符合要求的是选项C、D.
答案： CD
11．如图所示，理想变压器的原线圈接入u＝11 000×sin 100πt V的交变电压，副线圈通过电阻r＝6 Ω的导线对“220 V 880 W”规格的电器RL供电，该电器正常工作．由此可知( )
A．原、副线圈的匝数比为50∶1
B．交变电压的频率为100 Hz
C．副线圈中电流的有效值为4 A
D．变压器的输入功率为880 W
解析： 由电器RL正常工作，可得通过副线圈的电流I＝＝ A＝4 A，故C对；与副线圈连接的导线所分电压Ur＝4×6 V＝24 V，副线圈两端电压U2＝220 V＋24 V＝244 V，因此原、副线圈的匝数比＝＝＝，故A错；又变压器的输入功率等于其输出功率，即P1＝P2＝U2I2＝244×4 W＝976 W，故D错；交变电压的频率f＝＝50 Hz，故B错．
答案： C
12．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙．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)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )
A．乙图中电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V
B．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V，所以＝
C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
解析： 由于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得U2＞U3，故P2＞P3，选项D正确；因为＝，＝，由于U1＝U4＝220 V，U2＞U3，所以＜，选项B错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A对，C错．
答案： AD
13．一台交流发电机的输出功率为50 kW，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电需求，则该输电线路所用的理想的升压、降压变压器的匝数之比各是多少？能使多少盏“220 V 100 W”规格的电灯正常发光？
解析： 按设计要求ΔP线＝ηP输＝6%×50 kW＝3 kW
得输电线中电流I2＝＝10 A
升压变压器的输出电压U2＝＝5 kV
升压变压器原、副线圈匝数之比
＝＝＝
输电线损失电压ΔU线＝I2R＝300 V
降压变压器的输入电压
U3＝U2－ΔU线＝(5 000－300)V＝4 700 V
降压变压器原、副线圈匝数之比
＝＝＝
降压变压器的输入功率
P输′＝P输－ΔP线＝(50－3) kW＝47 kW
每盏电灯正常发光时的功率P灯＝100 W
所以，能使电灯正常发光的盏数
N＝＝＝470(盏)
答案： 470盏
14.
风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．
(2)画出此输电线路的示意图．
(3)用户得到的电功率是多少．
解析： (1)输电线损失的功率
P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW
输电线中的电流I2＝＝ A＝20 A
升压变压器输出电压
U2＝＝ V＝5×103 V
升压变压器原、副线圈匝数比＝＝＝
电压损失U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V
降压变压器原线圈端电压U3＝U2－U损＝4 800 V
降压变压器原、副线圈匝数比＝＝
(2)如图所示．
(3)用户得到的功率P用＝P－P损＝96 kW
答案： (1)1∶20 240∶11 (2)见解析图 (3)96 kW
