3.4 电能的输送 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
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| 名称 | 3.4 电能的输送 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 844.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 10:10:25 | ||
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文档简介
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3.4 电能的输送 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V，正常情况下输出的总功率，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．输送电压为V，输电导线的总电阻为r=5 Ω，现要使额定电压为220 V的用电器正常工作，下列说法中正确的是
A．输电线上的电流为220 A
B．降压变压器匝数比
C．用电器的额定功率
D．用电器上交流电的频率是50 Hz
2．“西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压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，发电厂输出电压恒为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．若，则用户获得的电压也为
B．用户获得的电压不可能大于
C．当用户消耗的功率增大时，用户获得的电压也增大
D．若输电线R上损失的功率增大，则用户消耗的功率和发电厂输出功率均增大
3．如图为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为，输电线总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了。下述错误的是（ ）
A．电压表的示数不变，电压表的示数减小 B．电流表、的示数均增大
C．输电线上损失的电压增加了 D．输电线上损失的功率增加了
4．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U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）
A．用户端的电压为
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1U
5．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响，则（）
A．输电电流变为原来的2倍
B．输电线上降落的电压将变为原来的
C．输电线上降落的电压将变为原来的2倍
D．输电线上损耗的电功率将变为原来的
6．小型发电机，输出功率25kW，发电机的输出电压为U=350V，输电线总电阻为r=4Ω．为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，须采用高压输电．设用户所需电压为220 V，则下列判断正确的是
A．升压变压器原副线圈匝数比约为1:6
B．降压变压器原副线圈匝数比约为8:1
C．输电导线上的电压损失约为286 V
D．可供593盏“220 V，40 W”的白炽灯正常工作
7．某小型水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R0＝11Ω的纯电阻用电器供电．已知输电线的总电阻R＝10Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为，将T1、T2均视为理想变压器．下列说法正确的是
A．输电线消耗的功率为500W
B．升压变压器中电流的频率为100Hz
C．降压变压器的输入功率为4400W
D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小
8．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，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流
9．风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为20 ，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A．通过输电线的电流为4A
B．用户得到的电功率为9.5kW
C．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：4
D．降压变压器原、副线圈的匝数之比为100：11
二、多选题
10．如图是一套模拟远距离输电装置示意图，图中变压器为理想变压器，电表为理想交流电表。升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，输电线的总电阻为r，降压变压器输出端接阻值相等的电阻R1、R2，当电键S闭合时，下列说法中正确的有（ ）
A．电压表V1、V2示数均变大 B．电流表A示数变大
C．交变电源输出功率增大 D．远距离输电的效率增大
11．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的总电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3。当用户用电器的总功率增大时（ ）
A．U1∶U2＝U4∶U3
B．用户的电压U4增加
C．输电线上的损失功率增大
D．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大
12．某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为，用户获得的功率为，输电线的总电阻为。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数之比为。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A
B．升压变压器的输出电压
C．其他条件不变，用户数增多，输电线上损耗的功率将减小
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向上滑
三、解答题
13．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。
14．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，升压变压器原、副线圈匝数比为1:16，则：
（1）若用户消耗功率减少，则升压变压器的输出电压如何变化？
（2）若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压如何变化？
（3）若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为多少？
（4）若该发电系统输送功率为，用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为多大？
15．输送4.0×106W的电能，若发电机输出电压为2000V，选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0×105W,若已知铜的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m．
（1）应选用匝数比为多少的升压变压器？
（2）在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大？
16．某个小水电站发电机的输出功率为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2Ω，要求在输电线上损失的功率控制在5kW（即用户得到的功率为95kW）。求：
（1）输电线上的电流为多少？
（2）升压变压器的匝数比等于多少？
17．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求
（1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）；
（2）降压变压器的匝数比n3：n4；
（3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。
参考答案
1．C
A．由交流电瞬时值表达式
V
频率为100 Hz，则有效值为1100 V，输电线上的电流
故A错误；
B．降压变压器的输入电压
降压变压器匝数比
故B错误；
C．用电器的额定功率
故C正确；
D．变压器不改变交流电的频率，所以用电器上交流电的频率是100 Hz，故D错误．
故选C.
2．D
A．因为
而
则若
则用户获得的电压小于，选项A错误；
B．因为
而
可得
因变压器匝数比不确定，用户获得的电压U4也可能大于，选项B错误；
C．当用户消耗的功率增大时，输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，则用户获得的电压减小，选项C错误；
D．若输电线R上损失的功率增大，说明输电电流变大，降压变压器次级电流变大，则用户消耗的功率和发电厂输出功率均增大，选项D正确。
故选D。
3．D
根据题意，由公式，由于发电厂输出的电压恒为U，发电厂输出功率增加了，则发电厂的输出电流增加了
B．由上述分析可知，升压变压器原线圈中电流变大，由于升压变压器和降压变压器线圈匝数比不变，则由电流与匝数的关系可知，电流表、的示数均增大，故B正确，不符合题意；
A．由于发电厂输出的电压恒为U，则电压表的示数不变，由于输电线上电流变大，则输电线上损失的电压变大，则降压变压器原线圈两端电压变小，电压表的示数减小，故A正确，不符合题意；
C．由电流与匝数的关系
可知，输电线上电流增加了
则输电线上损失的电压增加了
故C正确，不符合题意；
D．由公式可得，输电线上损失的功率增加了
故D错误，符合题意。
故选D。
4．A
A．由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则根据理想变压器原副线圈功率相等
U1I1=U2I2
得
故A正确；
B．输电线上损失的电压为
故B错误；
CD．理想变压器的输入功率为U1I1，等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是I12r，故CD错误。
故选A。
5．B
根据输送电功率P输=U输I输，因P输不变，故当U输变为原来的2倍时，I输变为原来的，选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R，所以当输电电流变为原来时，输电线上降落的电压也变为原来的，选项B正确，选项C错误；输电线上损耗的电功率，所以当输电电流变为原来的时，输电线上损耗的电功率将变为原来的，选项D错误．
6．D
Ａ．通过升压变压器原线圈的电流为
I1==71.4A
输电电路上损失的功率至多为：
P线=P×5%=I22r
得输电线上的电流为:
I2≈17.7A
升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为：
n1：n2=I1：I2= 17.7：71.4 = 1：4
则A错误；
Ｂ．升压变压器的输出电压为
U2==1400V
流过降压变压器原线圈的电流为:
I3=I2=17.7 A
降压变压器原线圈两端的电压为：
U3=U2-I2r=1329V
已知降压变压器的输出电压，即用户电压U4=220V，所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比为：
n3：n4=U3：U4=1329:220=6:1
则B错误；
Ｃ．输电导线上的电压损失约为
△U=I2r=70.8V
则C错误；
Ｄ．设可安装的白炽灯为n盏，则灯消耗的功率也即降压变压器的输出功率为：
P4=nP灯
又对理想变压器有：
P4=P出-P线
n=593.75
所以取593，则D正确．
7．C
对于单相变压器，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．
A．用电器的电流为：
根据：
解得输电线上的电流为：，输电线消耗的功率为
故A错误；
B．变压器只改变电压，不改变频率，故频率：
故B错误；
C．用电器消耗的功率为：
根据能量守恒得降压变压器的输入功率为，故C正确；
D．当用电器的电阻减小时，由于电压不变，电流增大，输电线消耗的功率增大，故D错误．
本题主要是考查了远距离输电，关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比和升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系．
8．C
A．由功率
得发电机输出的电流
故A错误；
B．由输电线上损失的功率
得
故B错误；
C．由升压变压器的电流关系有
升压变压器电压关系
解得
输电线上损失的电压
由电压关系
解得
故C正确；
D．由降压变压器的电流关系
解得
故D错误。
故选C。
9．B
B．依题意，用户得到的电功率即降压变压器的输出功率
P用＝P－P损＝P×（1－5%)＝9.5kW
故B正确；
AC．输电线损失的功率
P损＝P×5%＝0.5kW
通过输电线的电流
升压变压器的输出电压
可得升压变压器原、副线圈的匝数之比
故AC错误；
D．输电线上的电压损失
U损＝I2R线＝100V
降压变压器原线圈两端的电压
U3＝U2－U损＝1900V
可得降压变压器原、副线圈的匝数之比
故D错误。
故选B。
10．BC
AB．升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，当电键S闭合时，降压变压器输出端的电阻减小，输出的总功率增加，因此电流增加，又因为升压变压器的输入端的电压不变，由
可知电压表不变，设降压变压器原线圈的电压为。则
可知降低，因此变小，A错误B正确；
C．由电流表A示数变大，则升压变压器的输入端的电流变大，则交变电源输出功率增大，C正确；
D．由于传输过程中电能的损失增加，远距离输电的效率减小，D错误。
故选BC。
11．ACD
A．根据
，
以及
n1∶n2＝n4∶n3
可知
U1∶U2＝U4∶U3
选项A正确；
BC．当用户用电器的总功率增大时，输送功率变大，输电线上的电流增大，根据
P损＝I2r
可知，输电线上的损失功率增大，根据
ΔU＝Ir
可知，输电线上的电压损失变大；发电机的输出电压U1不变，则升压变压器的输出电压U2不变，降压变压器的输入电压U3变小，用户的电压U4减小，选项B错误，C正确；
D．根据
可知，输送电压U2和线路电阻r不变，则输电线上损失的功率占总输送功率的比例增大，选项D正确。
故选ACD。
12．BD
A．根据升压端输入功率和最终用户端的功率，可知输电线上损失的功率
根据得输电线中的电流为
又因为电流互感器原、副线圈的匝数比为，则流过电流表的电流为，故A错误；
B．升压变压器为理想变压器，故升压变压器的输出功率为，根据得升压变压器的输出电压
故B正确；
C．其它条件不变，用户数增多，则用户端总电阻减小，根据可知用户端总功率增大，所以各线路的电流都增大；根据可知输电线损耗的功率将会增大，故C错误；
D．用电高峰期，由于用电器的增多，输电线上电流变大，损失的电压增大，则导致用户端的电压下降。根据降压变压器原、副线圈电压比满足，可得用户端电压
其它条件不变，将P上滑，则减小，会使变大，可保证用户正常用电，故D正确。
故选BD。
13．（1）；（2）；（3）
（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
14．（1）不变；（2）减小；（3）5kW；（4）
（1）理想变压器，所以有
整理有
由于输入电压以及升压变压器的匝数比不变，所以虽然用户消耗的功率减小，但是升压变压器的输出电压不变。
（2）用户消耗功率增加，则发电系统的输出功率一定增加，即变大，由于
由于不变，所以变大。由于理想变压器，所以有
所以变大，即输电线上的电流变大，由之前的分析可知，升压变压器副线圈的两端的电压不变，由
所以降压变压器的输入电压变小，由于理想变压器，有
所以用户电路两端电压减小。
（3）若该发电系统输送功率为，则升压变压器原线圈的电流为
由于理想变压器，有
则输电线上损失的功率为
解得
（4）结合之前的分析，则降压变压器的输入电压为，有
由于降压变压器为理想变压器，所以有
解得
15．（1）1∶16 ；（2）2.8×104V
（1）由题目可知
，，
所以
（2）又因为
，
所以
16．（1）50A；（2）1：8
（1）由功率公式可得输电线上的电流为
（2）升压变压器的输出电压
升压变压器的原、副线圈匝数比为
n1：n2=U1：U2=250：2000=1：8
17．（1）；（2）；（3）；240kW
（1）输电效率
（2）输电线电流I3，由
得
对用户，由
得
由理想变压器的电流与匝数的关系可得
（3）由输电线路的关系
，
可得
U2=4000V
当用户消耗功率达到P′=211.2kW后
，
，
解得
由
可得
由于I2′=I3′，发电机的输出功率为
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3.4 电能的输送 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V，正常情况下输出的总功率，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．输送电压为V，输电导线的总电阻为r=5 Ω，现要使额定电压为220 V的用电器正常工作，下列说法中正确的是
A．输电线上的电流为220 A
B．降压变压器匝数比
C．用电器的额定功率
D．用电器上交流电的频率是50 Hz
2．“西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压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，发电厂输出电压恒为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．若，则用户获得的电压也为
B．用户获得的电压不可能大于
C．当用户消耗的功率增大时，用户获得的电压也增大
D．若输电线R上损失的功率增大，则用户消耗的功率和发电厂输出功率均增大
3．如图为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为，输电线总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了。下述错误的是（ ）
A．电压表的示数不变，电压表的示数减小 B．电流表、的示数均增大
C．输电线上损失的电压增加了 D．输电线上损失的功率增加了
4．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U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）
A．用户端的电压为
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1U
5．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响，则（）
A．输电电流变为原来的2倍
B．输电线上降落的电压将变为原来的
C．输电线上降落的电压将变为原来的2倍
D．输电线上损耗的电功率将变为原来的
6．小型发电机，输出功率25kW，发电机的输出电压为U=350V，输电线总电阻为r=4Ω．为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，须采用高压输电．设用户所需电压为220 V，则下列判断正确的是
A．升压变压器原副线圈匝数比约为1:6
B．降压变压器原副线圈匝数比约为8:1
C．输电导线上的电压损失约为286 V
D．可供593盏“220 V，40 W”的白炽灯正常工作
7．某小型水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R0＝11Ω的纯电阻用电器供电．已知输电线的总电阻R＝10Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为，将T1、T2均视为理想变压器．下列说法正确的是
A．输电线消耗的功率为500W
B．升压变压器中电流的频率为100Hz
C．降压变压器的输入功率为4400W
D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小
8．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，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流
9．风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为20 ，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A．通过输电线的电流为4A
B．用户得到的电功率为9.5kW
C．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：4
D．降压变压器原、副线圈的匝数之比为100：11
二、多选题
10．如图是一套模拟远距离输电装置示意图，图中变压器为理想变压器，电表为理想交流电表。升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，输电线的总电阻为r，降压变压器输出端接阻值相等的电阻R1、R2，当电键S闭合时，下列说法中正确的有（ ）
A．电压表V1、V2示数均变大 B．电流表A示数变大
C．交变电源输出功率增大 D．远距离输电的效率增大
11．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的总电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3。当用户用电器的总功率增大时（ ）
A．U1∶U2＝U4∶U3
B．用户的电压U4增加
C．输电线上的损失功率增大
D．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大
12．某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为，用户获得的功率为，输电线的总电阻为。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数之比为。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A
B．升压变压器的输出电压
C．其他条件不变，用户数增多，输电线上损耗的功率将减小
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向上滑
三、解答题
13．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。
14．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，升压变压器原、副线圈匝数比为1:16，则：
（1）若用户消耗功率减少，则升压变压器的输出电压如何变化？
（2）若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压如何变化？
（3）若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为多少？
（4）若该发电系统输送功率为，用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为多大？
15．输送4.0×106W的电能，若发电机输出电压为2000V，选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0×105W,若已知铜的电阻率ρ=1.7×10-8Ω·m．
（1）应选用匝数比为多少的升压变压器？
（2）在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大？
16．某个小水电站发电机的输出功率为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2Ω，要求在输电线上损失的功率控制在5kW（即用户得到的功率为95kW）。求：
（1）输电线上的电流为多少？
（2）升压变压器的匝数比等于多少？
17．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求
（1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）；
（2）降压变压器的匝数比n3：n4；
（3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。
参考答案
1．C
A．由交流电瞬时值表达式
V
频率为100 Hz，则有效值为1100 V，输电线上的电流
故A错误；
B．降压变压器的输入电压
降压变压器匝数比
故B错误；
C．用电器的额定功率
故C正确；
D．变压器不改变交流电的频率，所以用电器上交流电的频率是100 Hz，故D错误．
故选C.
2．D
A．因为
而
则若
则用户获得的电压小于，选项A错误；
B．因为
而
可得
因变压器匝数比不确定，用户获得的电压U4也可能大于，选项B错误；
C．当用户消耗的功率增大时，输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，则用户获得的电压减小，选项C错误；
D．若输电线R上损失的功率增大，说明输电电流变大，降压变压器次级电流变大，则用户消耗的功率和发电厂输出功率均增大，选项D正确。
故选D。
3．D
根据题意，由公式，由于发电厂输出的电压恒为U，发电厂输出功率增加了，则发电厂的输出电流增加了
B．由上述分析可知，升压变压器原线圈中电流变大，由于升压变压器和降压变压器线圈匝数比不变，则由电流与匝数的关系可知，电流表、的示数均增大，故B正确，不符合题意；
A．由于发电厂输出的电压恒为U，则电压表的示数不变，由于输电线上电流变大，则输电线上损失的电压变大，则降压变压器原线圈两端电压变小，电压表的示数减小，故A正确，不符合题意；
C．由电流与匝数的关系
可知，输电线上电流增加了
则输电线上损失的电压增加了
故C正确，不符合题意；
D．由公式可得，输电线上损失的功率增加了
故D错误，符合题意。
故选D。
4．A
A．由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则根据理想变压器原副线圈功率相等
U1I1=U2I2
得
故A正确；
B．输电线上损失的电压为
故B错误；
CD．理想变压器的输入功率为U1I1，等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是I12r，故CD错误。
故选A。
5．B
根据输送电功率P输=U输I输，因P输不变，故当U输变为原来的2倍时，I输变为原来的，选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R，所以当输电电流变为原来时，输电线上降落的电压也变为原来的，选项B正确，选项C错误；输电线上损耗的电功率，所以当输电电流变为原来的时，输电线上损耗的电功率将变为原来的，选项D错误．
6．D
Ａ．通过升压变压器原线圈的电流为
I1==71.4A
输电电路上损失的功率至多为：
P线=P×5%=I22r
得输电线上的电流为:
I2≈17.7A
升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为：
n1：n2=I1：I2= 17.7：71.4 = 1：4
则A错误；
Ｂ．升压变压器的输出电压为
U2==1400V
流过降压变压器原线圈的电流为:
I3=I2=17.7 A
降压变压器原线圈两端的电压为：
U3=U2-I2r=1329V
已知降压变压器的输出电压，即用户电压U4=220V，所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比为：
n3：n4=U3：U4=1329:220=6:1
则B错误；
Ｃ．输电导线上的电压损失约为
△U=I2r=70.8V
则C错误；
Ｄ．设可安装的白炽灯为n盏，则灯消耗的功率也即降压变压器的输出功率为：
P4=nP灯
又对理想变压器有：
P4=P出-P线
n=593.75
所以取593，则D正确．
7．C
对于单相变压器，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．
A．用电器的电流为：
根据：
解得输电线上的电流为：，输电线消耗的功率为
故A错误；
B．变压器只改变电压，不改变频率，故频率：
故B错误；
C．用电器消耗的功率为：
根据能量守恒得降压变压器的输入功率为，故C正确；
D．当用电器的电阻减小时，由于电压不变，电流增大，输电线消耗的功率增大，故D错误．
本题主要是考查了远距离输电，关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比和升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系．
8．C
A．由功率
得发电机输出的电流
故A错误；
B．由输电线上损失的功率
得
故B错误；
C．由升压变压器的电流关系有
升压变压器电压关系
解得
输电线上损失的电压
由电压关系
解得
故C正确；
D．由降压变压器的电流关系
解得
故D错误。
故选C。
9．B
B．依题意，用户得到的电功率即降压变压器的输出功率
P用＝P－P损＝P×（1－5%)＝9.5kW
故B正确；
AC．输电线损失的功率
P损＝P×5%＝0.5kW
通过输电线的电流
升压变压器的输出电压
可得升压变压器原、副线圈的匝数之比
故AC错误；
D．输电线上的电压损失
U损＝I2R线＝100V
降压变压器原线圈两端的电压
U3＝U2－U损＝1900V
可得降压变压器原、副线圈的匝数之比
故D错误。
故选B。
10．BC
AB．升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源，当电键S闭合时，降压变压器输出端的电阻减小，输出的总功率增加，因此电流增加，又因为升压变压器的输入端的电压不变，由
可知电压表不变，设降压变压器原线圈的电压为。则
可知降低，因此变小，A错误B正确；
C．由电流表A示数变大，则升压变压器的输入端的电流变大，则交变电源输出功率增大，C正确；
D．由于传输过程中电能的损失增加，远距离输电的效率减小，D错误。
故选BC。
11．ACD
A．根据
，
以及
n1∶n2＝n4∶n3
可知
U1∶U2＝U4∶U3
选项A正确；
BC．当用户用电器的总功率增大时，输送功率变大，输电线上的电流增大，根据
P损＝I2r
可知，输电线上的损失功率增大，根据
ΔU＝Ir
可知，输电线上的电压损失变大；发电机的输出电压U1不变，则升压变压器的输出电压U2不变，降压变压器的输入电压U3变小，用户的电压U4减小，选项B错误，C正确；
D．根据
可知，输送电压U2和线路电阻r不变，则输电线上损失的功率占总输送功率的比例增大，选项D正确。
故选ACD。
12．BD
A．根据升压端输入功率和最终用户端的功率，可知输电线上损失的功率
根据得输电线中的电流为
又因为电流互感器原、副线圈的匝数比为，则流过电流表的电流为，故A错误；
B．升压变压器为理想变压器，故升压变压器的输出功率为，根据得升压变压器的输出电压
故B正确；
C．其它条件不变，用户数增多，则用户端总电阻减小，根据可知用户端总功率增大，所以各线路的电流都增大；根据可知输电线损耗的功率将会增大，故C错误；
D．用电高峰期，由于用电器的增多，输电线上电流变大，损失的电压增大，则导致用户端的电压下降。根据降压变压器原、副线圈电压比满足，可得用户端电压
其它条件不变，将P上滑，则减小，会使变大，可保证用户正常用电，故D正确。
故选BD。
13．（1）；（2）；（3）
（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
14．（1）不变；（2）减小；（3）5kW；（4）
（1）理想变压器，所以有
整理有
由于输入电压以及升压变压器的匝数比不变，所以虽然用户消耗的功率减小，但是升压变压器的输出电压不变。
（2）用户消耗功率增加，则发电系统的输出功率一定增加，即变大，由于
由于不变，所以变大。由于理想变压器，所以有
所以变大，即输电线上的电流变大，由之前的分析可知，升压变压器副线圈的两端的电压不变，由
所以降压变压器的输入电压变小，由于理想变压器，有
所以用户电路两端电压减小。
（3）若该发电系统输送功率为，则升压变压器原线圈的电流为
由于理想变压器，有
则输电线上损失的功率为
解得
（4）结合之前的分析，则降压变压器的输入电压为，有
由于降压变压器为理想变压器，所以有
解得
15．（1）1∶16 ；（2）2.8×104V
（1）由题目可知
，，
所以
（2）又因为
，
所以
16．（1）50A；（2）1：8
（1）由功率公式可得输电线上的电流为
（2）升压变压器的输出电压
升压变压器的原、副线圈匝数比为
n1：n2=U1：U2=250：2000=1：8
17．（1）；（2）；（3）；240kW
（1）输电效率
（2）输电线电流I3，由
得
对用户，由
得
由理想变压器的电流与匝数的关系可得
（3）由输电线路的关系
，
可得
U2=4000V
当用户消耗功率达到P′=211.2kW后
，
，
解得
由
可得
由于I2′=I3′，发电机的输出功率为
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