同步课时精练（十三）3.4远距离输电（后附解析）

同步课时精练（十三）3.4 远距离输电（后附解析）
一、单选题
1．特高压输电技术是中国实现能源大范围优化配置的战略途径，该技术是世界上最先进的输电技术之一。目前中国已建成投运“八交十直”共计十八条特高压输电线路，其中8个1000kV特高压交流输电工程，10个±800kV特高压直流输电工程。其中特高压交流输电工程中，主要是因为高压输电可以减小（　　）
A．输电的电压 B．输电的时间 C．输电的电流 D．输电线的电阻
2．输电线的电阻为r,输送的电功率为P,用电压U输送电,则用户得到的功率为 ( )
A．P B． C．P-U2r D．
3．在远距离输电电路中，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R均不变．发电厂输出功率减小时( )
A．升压变压器的输出电压减小
B．降压变压器的输出电压减小
C．输电线上的电流增大
D．输电线上损耗的功率占发电厂输出功率的比例减小
4．关于高压输电，下列说法正确的是（　　）
A．把高压线固定在铁塔架上所用的特殊陶瓷最好是超导体材料
B．用超高电压输送电能时，电流更大，电能损失更快
C．图中顶部两根细电线直接与铁塔相连，利用静电屏蔽保护电网的安全
D．近年来我国超高压直流输电成绩斐然，其中变压器功不可没，可以改变直流电压
5．由发电站向远方工厂输电，在输出功率相同的情况下，下述哪个方法可减小输电线路中电能损失　　
A．采用电阻较大的导线 B．增加发电机组的数量
C．增大输电电流 D．增大输电电压
6．如图所示为一远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r均不变，变压器均为理想变压器。随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，下列说法中正确的是（　　）
A．变压器的输出电压U2减小
B．变压器的输出电压U4增大
C．输电线上的电流I3增大
D．输电线损耗的功率减小
7．如图所示为“高温”超导电缆，它能在左右电阻降为零，其输电损耗主要来自于循环冷却系统，如果用其替代普通电缆输电，可大大降低电能损失。某小型水电站发电机的输出功率为200kW，发电机的输出电压为250V，普通电缆总电阻为。假定该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，输电损失的功率为160W，若该损耗是普通电缆损耗的25%，则（ ）

A．水电站的输送电压为250V B．超导电缆中的输送电流为800A
C．普通电缆输电电线上损失的电压为8V D．采用了高压输电，且升压变压器匝数比为1:100
8．如图所示，为某小型发电站的输电示意图。发电站的输出功率为100kW，经变压器升压后，输出电压为，发电站到用户的距离是20km，输电线的总电阻为，经过降压变压器给一居民小区供电，变压器均为理想变压器。下列判断正确的是（　　）

A．输电线路中的电流为1000A
B．用户获得的功率为99kW
C．若输出电压加倍，线路损耗的电功率减半
D．若用户所需电压220V，则降压变压器原副线圈匝数比为490∶11
9．如图为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器，两互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10.互感器中，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻r=20Ω，则下列说法正确的是（　　）

A．甲是电流互感器，乙是电压互感器
B．输电线路上损耗的功率为32kW
C．用户得到的电功率为858kW
D．若用户用电设备增多，则升压变压器输出电压U2和降压变压器输入电压U3均变大
二、多选题
10．2011年9月28 日，中国第二条特高压交流电项目获批，国家电网副总经理舒印彪表示： 该公司第二条特高压交流电项目已获得发改委批准，投资规模、线路长度和输电容量都比之前项目大一倍以上。如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1=250 V，输出功率P1 = 100 kW，输电线电阻R=8 。则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（　　）
A．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
B．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比为n1：n2=1：16
D．用10000 V高压输电，输电线损耗功率为8 000 W
11．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是，用等效总电阻是的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为，在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则（　　）
A．用户端的电压为
B．输电线路上损失的电功率为
C．用户得到的功率为
D．理想变压器的输入功率为
12．有一个交流电源，输出的电压为220V，输出的电功率为44kW，如果用原副线圈匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原副线圈匝数之比为10：1的降压变压器降压，供给用户使用，已知输电线的总电阻为0.2Ω，下列结论正确的是（　　）
A．不经过变压而经导线直接输送到用户，则用户得到的电压和电功率是180V和36kW
B．不经过变压而经导线直接输送到用户，则用户得到的电压和电功率是220V和44kW
C．经升压和降压后用户得到的电压和电功率是219.6V和43.92kW
D．经升压和降压后用户得到的电压和电功率是220V和44kW
三、解答题
13．学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶6，降压变压器的匝数比为6∶1，输电线的总电阻为R=4.5Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，变压器均为理想变压器，求：
（1）输电线上损耗的电功率多大？
（2）发电机的电动势多大？
14．如图为远距离输电的简化电路图，发电厂的输出电压恒定为U，两条输电线等效总电阻，在输电线与用户间连有一理想变压器，用户端连接阻值、的电阻，A为理想交流电流表。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为3I，求：
（1）开关S断开和闭合时，在输电线上损失的电功率之比；
（2）变压器原、副线圈匝数比。
15．某发电站，通过升压变压器、输电线和降压变压器，把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为100kW，输出电压是400V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：25，输电线上功率损失为4%，用户所需电压为220V，求：
（1）输电线的电阻和降压变压器的匝数比为多少
（2）若有60kW分配给生产，其余电能用来照明，那么可供40W的电灯多少盏？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：根据可知，当输送功率一定时，高压输电可以减小输电的电流，从而减小输电功率损耗。
答案：C。
2．B
解析：用户得到的功率，答案：B
3．D
解析：发电厂的输出电压不变，则根据可知，升压变压器的输出电压不变，选项A错误；发电厂输出功率减小，根据P=UI知，输出电压不变，则升压变压器原线圈中的电流减小，则副线圈中的电流也减小，即输电线上的电流减小，根据U损=I线R，输电线上的电压损失减小，根据降压变压器的输入电压U3=U2-U损可得，降压变压器的输入电压U3增大，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压增大，故BC错误．输电线消耗的功率占发电厂输出功率的比例，因为输电线上的电流减小，则输电线的电压损失减小，U2不变，所以输电线消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小．故D正确．
4．C
解析：A．该特殊陶瓷称为绝缘子，起到支撑导线和绝缘的作用，A错误；
B．用超高压输电时，输电电流更小，电能损失更慢，B错误；
C．顶部两根细电线可防止雷直接击到输电线上，利用静电屏蔽保护电网安全，C正确；
D．变压器只能改变交流电压，D错误。
答案：C。
5．D
解析：ABC．远距离输电过程中，电能耗损主要是由于电流的热效应而造成的；根据功率公式知要减小电阻和电流，故ABC错误；
D．输电电流 ，在输电功率一定的情况下，越大，输电电流越小，导线电阻R一定，由知，措施D能有效减少输电电能损失，选项D正确．
答案：D．
6．C
解析：A．升压变压器原副线圈的电压满足
由于发电机的输出电压U1和匝数比不变，故变压器的输出电压U2不变，故A错误；
C．随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，电流I4变大，降压变压器两侧电流满足
匝数比不变，可知I3变大，故C正确；
BD．I3变大，输电线损耗的电压
损耗的功率
均变大，降压变压器原线圈的电压
可知U3减小，进一步导致U4减小，故BD错误。
答案：C。
7．D
解析：C．普通电缆输电电线上损失的功率为
由，解得普通电缆输电电线上的电流
普通电缆输电电线上损失的电压为
故C错误；
D．发电机的输出电流为
采用了高压输电，且升压变压器匝数比为
故D正确；
A．对升压变压器，解得
故A错误；
B．该水电站改用超导电缆输电，保持输送电压不变，超导电缆中的输送电流为
故B错误。
答案：D。
8．B
解析：A．因为理想变压器，所以输出功率等于输入功率，即输电线上的功率也为100kW，设升压变压器的原线圈电压为，电流为，电功率为；升压变压器的副线圈线圈电压为，电流为，电功率为；降压变压器的原线圈电压为，电流为，电功率为；升压变压器的副线圈线圈电压为，电流为，电功率为，输电线路中的电流为
故A项错误；
B．输电线损失功率为
用户获得的功率为
故B项正确；
C．输电线损失功率为
可见，、r不变，若输出电压加倍，线路损耗的电功率减为原来的，故C项错误；
D．降压变压器副线圈的电流为
降压变压器原副线圈匝数比为
故D项错误。
答案：B。
9．B
解析：A．由图示可知，甲并联在电路中是电压互感器，乙串联在电路中是电流互感器，故A错误；
B．由变压器的变压比可知
代入数据解得
U2=22000V
由变压器的电流比可知
代入数据解得输电电流
I=40A
线路上损耗的电功率
P损=I2r=402×20W=32000W=32kW
理想变压器输入功率等于输出功率，发电机的输出功率
P发电机=P输电=U2I=22000×40W=880000W=880kW
用户得到的电功率为
848kW
故C错误，B正确；
D．用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流变大，输电导线损失的电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输入电压U3变小，故D错误。
答案：B。
10．BC
解析：AB．电站的输出电压没有变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，电站的输出功率突然增大，则根据
输电线上的电流增大，根据
可得，降压变压器的输入电压减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故A错误；B正确；
C．输电线损耗比例为5%时，根据
解得
升压变压器的电流为
升压变压器的匝数比为
故C正确；
D．输送电流为
损失功率为
故D错误。
答案：BC。
11．ABC
解析：A．根据变压器输入功率等于输出功率相等可得
解得用户端的电压
选项A正确；
B．根据焦耳定律可知，输电线路上损失的电功率为，选项B正确；
C D．理想变压器的输入功率为，用户得到的功率等于变压器的输入功率，为，选项C正确，D错误。
答案：ABC。
12．AC
解析：AB．不经变压而直接经导线输送的电流为
I== A =200A
用户电压为
U4=U0-IR=220 V -40 V =180V
导线损失电压为
ΔU=IR=200×0.2 V =40 V
用户得到功率为
P4=P0-I2R=44000 W -8000 W =36000W
故A正确；B错误；
CD．在升压变压器处有
降压变压器处有
U3=U2-ΔU
U2=10U1=220×10V =2200V
I2==A =20A
线路损失电压为
ΔU=I2R=20×0.2V =4V
线路损失功率为
ΔP=I22R=202×0.2W =80W
则
U3=U2-ΔU=2200V -4V =2196V
由
得
U4==V =219.6V
P4=P-ΔP=44000W -80W =43920W
故用户得到的功率为43.9kW。
故C正确，D错误。
答案：AC。
13．（1）P =72W；（2）E= 247V
解析：（1）降压变压器的输出电压U4=220V，由得U3=6U4=1320V
降压变压器的输出功率P4=22406=5280W
降压变压器的输入电流
输电线上损失的功率
（2）升压变压器的输出电压U2=I3R+U3=1338V
由，解得U1=223V
由，解得I1=24A
由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1r=247V
14．（1）；（2）10
思路：根据公式分别求出开关S断开和闭合时的功率，即可求出比值；设变压器原、副线圈匝数比为n1：n2 ，根据电压与电流的关系即可求出匝数比．
解析：（1）当开关S断开时，输电线上损失的电功率
当开关S闭合时，输电线上损失的电功率
由此可知，开关S断开和闭合时，在输电线上损失的电功率之比
（2）设变压器原、副线圈匝数比为n1：n2
当开关S断开时：变压器原线圈电压
解得：
变压器副线圈电压
由
可得：
当开关S闭合时：变压器原线圈电压
可得：
变压器副线圈电压：
由 得：
由以上各式可得：
点拨：本题主要考查了变压器的原理，解题时注意明确对于理想变压器能量守恒，原副线圈的电压之比等于原副线圈的匝数比，电流之比等于原副线圈的匝数反比．
15．（1）；480：11；（2）900盏
解析：（1）因为
所以
又因为
可得
所以
（2）依题意，所有灯泡消耗的功率
所以
（盏）
点拨：对于理想的变压器来说，输入功率和输出功率的大小是相同的，在计算输电线上消耗的功率的时候，一定要注意要用公式P耗=I2R线来计算。
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