【期末押题预测】电能的输送（含解析）2024-2025学年高中物理人教版（2019）高二下册
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| 名称 | 【期末押题预测】电能的输送（含解析）2024-2025学年高中物理人教版（2019）高二下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-27 18:17:11 | ||
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文档简介
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期末押题预测 电能的输送
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 汕头期末）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．该充电器的最大输出功率为1440W
B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为1：20
C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A
D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V
2．（2024秋 温州期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为4.4×109W时，下列说法正确的是（ ）
A．直流输电线上的电流为8×103A
B．降压变压器的原副线圈匝数比大于2：1
C．直流输电线上损失的功率为1.6×107W，损失的电压为40kV
D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为6.4×108W
3．（2024秋 西安期末）贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3：n4＝130：1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（ ）
A．每个周期内电流方向改变1次
B．发电机线圈转动频率为100Hz
C．发电机的输出电流为250A
D．输电线总电阻R为28Ω
4．（2024秋 银川校级期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器的匝数比为1：100
B．升压变压器副线圈电压为5kV
C．输电线上的电流为100A
D．降压变压器的输入电压为4700V
5．（2024秋 浙江月考）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为H＝15m，涨潮时水库最高水位h1＝10m，退潮水库最低水位h2＝6m，发电机日平均发电量为4.8×104kW h，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．涨潮时水库水重心上升4m
B．发电机的功率为4×103kW
C．该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10m2
D．若采用U＝200kV的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5%
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2023秋 陕西期末）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且n1：n2＝n4：n3，当用户数量增加后，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻减小
B．输电线的损耗功率减小
C．升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值
D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率
（多选）7．（2024 烟台二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U＝6V，定值电阻为R＝20Ω，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原、副线圈的匝数比为，理想变压器T2原、副线圈的匝数比为。则下列说法中正确的是（ ）
A．k1和k2的乘积小于1
B．k1越大电路的输电效率越高
C．若k2＝6，则R上消耗的功率为0.2W
D．若k2＝6，则变压器T1的输出电压为38V
（多选）8．（2023秋 张家口期末）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端的额定电压U0＝220V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝50：1，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户端在正常情况下消耗的总功率P0＝11kW，下列说法正确的是（ ）
A．发电厂的输出功率为11kW
B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：111
C．用户增加时，用户得到的电压减小
D．用户增加时，输电线上的损失功率减小
（多选）9．（2023秋 武威期末）在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW。下列说法正确的是（ ）
A．输电电流为
B．输电电流为44A
C．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小
D．若改用特高压输电，则输电效率减小
三．填空题（共3小题）
10．（2024春 庐江县期中）有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为 ，输电线损失的功率为 。
11．（2024 浦东新区校级模拟）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P＝1000kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为R线＝16Ω，在用户处的降压变压器输出电压U4＝220V。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，则降压变压器的匝数比 ，用户得到的电流 。
12．（2023春 龙岩期末）我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的 倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的 倍。
四．解答题（共3小题）
13．（2024秋 哈尔滨期末）如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。
（1）求输电线上的电流I2；
（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。
14．（2024秋 城关区校级期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为5：1，输电线的总电阻为r＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：
（1）降压变压器副线圈中的电流的大小？
（2）输电线上损失的功率的大小？
（3）升压变压器的输入电压的大小？
15．（2023秋 韩城市期末）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压是220V，长距离输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）长距离输电线上的电流多大；
（2）升压变压器原副线圈匝数比以及降压变压器原副线圈匝数比。
期末押题预测 电能的输送
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5
答案 D D D B D
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 汕头期末）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．该充电器的最大输出功率为1440W
B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为1：20
C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A
D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；理想变压器两端的功率关系；理想变压器两端的频率关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据P＝UI计算；根据变压规律计算；根据输入功率等于输出功率计算；根据最大值和有效值的关系计算。
【解答】解：A．该充电器的最大输出功率为
Pm＝UI＝11V×6A＝66W，故A错误；
B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时副线圈电压为11V，原副线圈的匝数之比为
，故B错误；
C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，即原线圈电压100V，副线圈电压为5V，电流为2A，则
U1I1＝U2I2
可得原线圈中的电流有效值为I1＝0.1A，故C错误。
D．充电器输入最大电压为240V有效值交流电，对应峰值为240V≈339.4V，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了变压器的变压规律，以及交流电的有效值和最大值的关系。
2．（2024秋 温州期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为4.4×109W时，下列说法正确的是（ ）
A．直流输电线上的电流为8×103A
B．降压变压器的原副线圈匝数比大于2：1
C．直流输电线上损失的功率为1.6×107W，损失的电压为40kV
D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为6.4×108W
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据P＝UI计算；先计算出降压变压器的输入电压，然后根据变压比计算；根据P损＝I2R计算损失的功率，根据U损＝IR计算损失的电压；先计算出改变输送电压后的输电电流，然后计算即可。
【解答】解：A、直流输电线上的电流为I，故A错误；
B、降压变压器的输入电压为，所以降压变压器的原副线圈匝数比为，故B错误；
C、直流输电线上损失的功率为P损＝I2R＝（4×103）×10W＝1.6×108W，损失的电压为U损＝IR＝4×103×10V＝40kV，故C错误；
D、保持输送电功率不变，改用550kV输电，则输电线上的电流为I‘，则输电线上损失的功率为P损'＝I'2R，代入数据解得P损'＝6.4×108W吗，故D正确。
故选：D。
【点评】能够根据P＝UI计算出输电线上的电流是解题的关键。
3．（2024秋 西安期末）贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3：n4＝130：1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（ ）
A．每个周期内电流方向改变1次
B．发电机线圈转动频率为100Hz
C．发电机的输出电流为250A
D．输电线总电阻R为28Ω
【考点】远距离输电的相关计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】正弦式交变电流每个周期内电流方向改变2次；根据图像得到交变电流的周期，根据周期与频率的关系求解交流电的频率，发电机线圈转动频率等于交流电的频率；根据图像得到交变电流电压的峰值，进而求解有效值，根据P＝UI求解发电机的输出电流；根据P＝UI求解用户端电流，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比求解输电线上的电流，根据功率公式求解输电线上的电阻。
【解答】解：A、正弦式交变电流每个周期内电流方向改变2次，故A错误；
B、由图像得，交变电流的周期T＝0.02s
频率为fHz＝50Hz
则发电机线圈转动频率为50Hz，故B错误；
C、由图像得，发动机输出电压的峰值Um＝3000V
有效值为U1V＝3000V
发电机的输出电流为I1A＝500A
故C错误；
D、用户端电流为I4A＝6500A
理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比，有：
代入数据解得：I3＝50A
输电线上损耗的功率为P损＝P﹣P′＝1500kW﹣1430kW＝70kW
P损R
代入数据解得：R＝28Ω
故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查正弦式交变电流、远距离输电和理想变压器，解题关键是掌握正弦式交变电流规律，知道理想变压器的变压规律，结合功率公式求解即可。
4．（2024秋 银川校级期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器的匝数比为1：100
B．升压变压器副线圈电压为5kV
C．输电线上的电流为100A
D．降压变压器的输入电压为4700V
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】应用题；定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据输电线上损耗的功率，结合P损＝I2R求出输电线上的电流；根据输出功率和输出电压得出升压变压器原线圈的电流，从而得出升压变压器的匝数之比。结合输电线上的电压损失求出降压变压器的输入电压。
【解答】解：AC、根据P损＝0.6%PR得输电线上损失的功率为：P损＝300W，输电线上的电流为：I2＝10A．升压变压器原线圈的输入电流为：I1则升压变压器的匝数之比为：．故AC均错误；
B、由AC分析知，升压器线圈的匝数比为1：10，所以其副线圈输出电压，故B正确；
D、输电线上损失的电压为：ΔU＝I2R＝10×3V＝30V，
升压变压器的输出电压为：U2＝10U1＝5000V，
则降压变压器的输入电压为：U3＝U2﹣ΔU＝5000﹣30＝4970V．故D错误。
故选：B。
【点评】解决本题的关键知道：1、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。
5．（2024秋 浙江月考）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为H＝15m，涨潮时水库最高水位h1＝10m，退潮水库最低水位h2＝6m，发电机日平均发电量为4.8×104kW h，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．涨潮时水库水重心上升4m
B．发电机的功率为4×103kW
C．该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10m2
D．若采用U＝200kV的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5%
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；功能关系 能量守恒定律；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据涨潮和退潮时水位差，可知水位重心的变化高度；由发电机日均发电量，可计算发电机的功率；由发电机的日均发电量及发电机总效率，可计算水的重力势能减小量，即可计算发电机所圈占的海湾面积；由发电机功率及直流电电压，可计算通过输电线路的电流，即可知输电线上损耗的电功率，可计算线路上损耗功率占输电总功率的百分比。
【解答】解：A、根据涨潮和退潮时水位差，可知水位重心的变化高度为，故A错误；
B、由发电机日均发电量，可知发电机的功率为，故B错误；
C、由发电机的日均发电量及发电机总效率，可知水的重力势能减小量为：，而水的重力势能减小量为：，可知发电机所圈占的海湾面积为：S＝5.4×106m2，故C错误；
D、由发电机功率及直流电电压，可知通过输电线路的电流，即可知输电线上损耗的电功率，可知线路上损耗功率占输电总功率的百分比为，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查电能的转化及输送相关问题，涉及功率、重力势能、效率、质量密度公式等内容，从能量守恒出发，即可解决问题。
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2023秋 陕西期末）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且n1：n2＝n4：n3，当用户数量增加后，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻减小
B．输电线的损耗功率减小
C．升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值
D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】由并联电阻关系分析，用户消耗的总电功率增加，知输电线中的电流增大，输电线路存在电压损耗以及功率损耗，据此分析。
【解答】解：A．由并联电阻关系知
随着用户增多，增加，则R总减小，故A正确；
B．用户数量增加后，用户消耗的总电功率增加，所以降压变压器副线圈中的电流增加，根据
可知输电线中的电流增大，所以输电线的损耗功率
增大，故B错误；
C．由原副线圈电压与线圈匝数的关系可知
，
解得
，
根据输电线电压关系知
U2＝U3+U线
所以
U2＞U3
升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值，故C正确；
D．由于用户消耗的总电功率增加，输电线路上的电流增大，输电线损失的功率变大，所以用户端变化的功率小于升压变压器变化的功率。D错误；
故选：AC。
【点评】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。
（多选）7．（2024 烟台二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U＝6V，定值电阻为R＝20Ω，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原、副线圈的匝数比为，理想变压器T2原、副线圈的匝数比为。则下列说法中正确的是（ ）
A．k1和k2的乘积小于1
B．k1越大电路的输电效率越高
C．若k2＝6，则R上消耗的功率为0.2W
D．若k2＝6，则变压器T1的输出电压为38V
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】根据变压比和升压变压器的输出电压与降压变压器的输入电压关系计算；根据变压比可知，k1越大T1输出的电压U2越低，输电电流越大，据此分析；根据灯泡的电流结合变流比计算出输电线上的电流，进而得到输电线损失的功率；根据变压比和升压变压器的输出电压与损失电压和降压变压器的输入电压之间的关系计算即可。
【解答】解：A．由于两个变压器之间的输电线电阻R上会有电压降，理想变压器T1输出电压等于T2对应的输入电压与R上电压降之和，设输电线上损失的电压为UR，则有匝数比满足
由于U1＝U4＝6V，则有，故A正确；
B．根据变压规律可知k1越大T1输出的电压U2越低，则T2输出电压越低，要使灯泡以额定功率正常工作，则需要输电线上的电流越大，则输电线损失的电功率越大，电路的输电效率越低，故B错误；
C．对变压器T2，根据变流比可知输出电流与输入电流的比值满足
对灯泡则有
若k2＝6，则R上电流I3为0.1A，其消耗的电功率，故C正确；
D．若k2＝6，则有
则变压器T1的输出电压为U2＝U3+I3R＝36V+0.1×20V＝38V，故D正确。
故选：ACD。
【点评】掌握变压器的变压规律和变流规律，知道理想变压器T1输出电压等于T2对应的输入电压与R上电压降之和是解题的关键。
（多选）8．（2023秋 张家口期末）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端的额定电压U0＝220V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝50：1，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户端在正常情况下消耗的总功率P0＝11kW，下列说法正确的是（ ）
A．发电厂的输出功率为11kW
B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：111
C．用户增加时，用户得到的电压减小
D．用户增加时，输电线上的损失功率减小
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．
【答案】BC
【分析】A.根据理想变压器的电压关系和输电线上的功率损失分析作答；
B.根据功率公式求解用户端的电流，根据理想变压器电流与匝数比的关系求解输电线上的电流，根据欧姆定律求解输电线上的电压损失；根据交变电流有效值与最大值的关系求解升压变压器原线圈两端电压，再根据理想变压器电压与匝数比的关系以及电压关系求解作答；
C.用户增加时，用户端总电阻减小，电流I4增大，据此分析输电线上的电流变化，电压的损失情况，然后分析降压变压器原、副线圈电压的变化；
D.根据输电线上的电流变化，分析输电线上功率损失的情况。
【解答】解：A．对于理想的升压变压器P1＝P2
降压变压器P3＝P0＝11kW
根据功率关系，发电厂的输出功率P1＝ΔP+P0＞11kW，故A错误；
B.根据功率公式，用户端总电流
根据理想变压器电流与匝数比的关系
代入数据解得I3＝1A
根据功率关系和功率公式P3＝U3I3
代入数据解得U3＝11000V
升压变压器副线圈两端的电压U2＝U3+I3r＝11000V+1×100V＝11100V
升压 变压器原线圈两端电压
根据理想变压器电压与匝数比的关系，升压变压器原、副线圈的匝数比为
故B正确；
C．用户增加时，用户端总电阻减小，电流I4增大，因此输电线路中的电流I3增大；
输电线路的电压损失ΔU＝I3r增大
由于U2不变，则降压变压器原线圈两端电压U3＝U2﹣ΔU减小，因此U4减小，即用户端的电压减小，故C正确；
D．根据功率公式输电线路上的功率损失，用户增加时，输电线上的电流I3变大，而可知损失功率增大，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题主要考查理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系，掌握欧姆定律，功率公式的运用；理解输电线上的电压损失与功率损失，掌握理想变压器动态变化的分析方法。
（多选）9．（2023秋 武威期末）在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW。下列说法正确的是（ ）
A．输电电流为
B．输电电流为44A
C．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小
D．若改用特高压输电，则输电效率减小
【考点】远距离输电的相关计算；电功和电功率的计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．
【答案】BC
【分析】远距离输电的输送电压指升压变压器副线圈端电压；输送电能的要求为：可靠、保质、经济，高压输电电压不是越高越好；远距离输电的输送电流指一次高压变电站原线圈的电流；特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输电。
【解答】解：AB、用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW，输电电流：IA＝44A，故A错误、B正确；
C、若改用特高压输电，则输电电流减小，根据ΔP＝I2R线，可知输电线上损耗的功率减小，故C正确；
D、若改用特高压输电，输电线上损耗的功率减小，则输电效率提高，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了远距离输电的相关问题，关键理解远距离输电原理，同时还要注意远距离输电也应该与实际情况相结合。
三．填空题（共3小题）
10．（2024春 庐江县期中）有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为 5280W ，输电线损失的功率为 144W 。
【考点】远距离输电的相关计算；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】5280W；144W。
【分析】根据用户端所有灯泡消耗的电功率得出降压变压器的输出功率，根据P＝UI求出降压变压器副线圈的电流，结合电流比等于匝数之反比求出输电线上的电流，根据输电线上的功率损失，抓住降压变压器的输入功率求出发电机的输出功率。
【解答】解：要保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为
P4＝nUI＝40×6×22W＝5280W
全部电灯正常发光，则降压变压器输出电压为
U4＝220V
根据匝数比可知降压变压器输入电压为
U3＝880V
输入功率
P3＝P4＝5280W
所以输电线上的电流为
A＝6A
输电线上损失的电压为
U′＝I2R＝6A×4Ω＝24V
输电线上损失的功率为
P′＝U′I2＝24V×6A＝144W
故答案为：5280W；144W。
【点评】解决本题的关键知道：
1、原副线圈电压比、电流比与匝数比之间的关系；
2、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率之间的关系；
3、升压变压器的输出电压、电压损失和降压变压器的输入电压之间的关系。
11．（2024 浦东新区校级模拟）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P＝1000kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为R线＝16Ω，在用户处的降压变压器输出电压U4＝220V。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，则降压变压器的匝数比 960：11 ，用户得到的电流 4364A 。
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】960：11；4364A
【分析】根据输电线上损耗的功率，由电功率公式求输电线上的电流；根据能量守恒定律可知降压变压器副线圈得到的功率，由电功率公式求用户得到的电流；再根据理想变压器原副线圈的电流与线圈匝数的关系求匝数比。
【解答】解：根据输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，可得：4%P＝I线2R线
已知：P＝1000kW＝1×106W，R线＝16Ω
代入数据解得：I线＝50A
根据能量守恒定律可知降压变压器副线圈得到的功率为：
P4＝96%P＝1×106W×96%＝9.6×105W
降压变压器副线圈的电流，即用户得到的电流为
I44364A
根据理想变压器原副线圈的电流与线圈匝数的关系，可得降压变压器的匝数比为
n3：n4＝I4：I3
解得：n3：n4＝960：11
故答案为：960：11；4364A
【点评】解题时要抓住理想变压器的功率关系、电压和电流特点；由于输电线电阻的存在，输电线上有电压损失和功率损失。
12．（2023春 龙岩期末）我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的 倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的 倍。
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】；
【分析】应用电功率公式求出输电流的变化情况，然后应用电功率公式分析答题。
【解答】解：在功率不变时，由P＝UI知，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的。
若输电线不变，则输电线上损失的电压
ΔU＝Ir
变为原来的
输电线上损失的功率
ΔP＝I2r
因此输电线上损失的功率变为原来的
故答案为：；
【点评】知道远距离输电的原理与输电过程是解题的前提，根据题意应用电功率公式即可解题。
四．解答题（共3小题）
13．（2024秋 哈尔滨期末）如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。
（1）求输电线上的电流I2；
（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）输电线上通过的电流是25A；
（2）降压变压器的匝数比为190：11
【分析】（1）根据输电损失功率公式P损R计算电流；
（2）由输送功率P＝UI计算输送电压U2；降压变压器的输入电压：U3＝U2﹣I2R；由电压与匝数成正比和电压分配关系计算匝数之比。
【解答】解：（1）由P损＝I2R2，输电线上的电流：
I2A＝25A；
（2）升压变压器的输出电压：
U2V＝4000V；
降压变压器的输入电压：
U3＝U2﹣I2R＝4000V﹣25×8V＝3800V
降压变压器的匝数比为：
n3：n4＝U3：U4＝3800：220＝190：11
答：（1）输电线上通过的电流是25A；
（2）降压变压器的匝数比为190：11。
【点评】本题关键是结合变压器的变压比公式和功率损耗的公式ΔP＝I2R列式求解，基础问题
14．（2024秋 城关区校级期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为5：1，输电线的总电阻为r＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：
（1）降压变压器副线圈中的电流的大小？
（2）输电线上损失的功率的大小？
（3）升压变压器的输入电压的大小？
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）降压变压器副线圈中的电流的大小为36A；
（2）输电线上损失的功率的大小为1296W；
（3）升压变压器的输入电压的大小为256V。
【分析】（1）根据功率公式计算；
（2）根据变压器的变流比计算出输电线上的电流，然后根据P＝I2r计算；
（3）先计算出降压变压器的输入电压和输电线上的损失电压，然后得到升压变压器的输出电压，进而可得升压变压器的输入电压。
【解答】解：（1）降压变压器副线圈中的电流为
解得I4＝36A
（2）降压变压器原线圈的电流为
所以输电线上损失的功率为
r
代入数据解得
ΔP＝1296W
（3）降压变压器原线圈的电压为
输电线上损失的电压为
ΔU＝I3r
升压变压器的输出电压为
U2＝U3+ΔU
则升压变压器的输入电压为
解得
U2＝256V
答：（1）降压变压器副线圈中的电流的大小为36A；
（2）输电线上损失的功率的大小为1296W；
（3）升压变压器的输入电压的大小为256V。
【点评】掌握升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压之间的关系，以及通过变流比计算出输电线上的电流是解题的关键。
15．（2023秋 韩城市期末）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压是220V，长距离输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）长距离输电线上的电流多大；
（2）升压变压器原副线圈匝数比以及降压变压器原副线圈匝数比。
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】计算题；定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力．
【答案】（1）长距离输电线上的电流是20A。
（2）升压变压器原副线圈匝数比是1：20，降压变压器原副线圈匝数比是240：11。
【分析】（1）根据输电损失的功率应用电功率公式求出输电电流。
（2）根据电功率公式求出升压变压器输入电流，根据理想变压器的变流比求出升压变压器的匝数比；
根据理想变压器的变压比求出升压变压器的输出电压，应用欧姆定律求出损失的电压，再求出降压变压器的输入电压，最后求出降压变压器匝数比。
【解答】解：（1）输电线损失的功率P输出×4%R线
代入数据解得：I2＝20A
（2）原线圈中输入电流大小为
所以升压变压器原副线圈匝数比为
由理想变压器的变压比可知，升压变压器的输出电压U2V＝5000V
降压变压器的输入电压U3＝U2﹣U线＝5000V﹣20×10V＝4800V
所以降压变压器原副线圈匝数比为
答：（1）长距离输电线上的电流是20A。
（2）升压变压器原副线圈匝数比是1：20，降压变压器原副线圈匝数比是240：11。
【点评】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比，电流比等于匝数之反比，以及知道升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压和电压损失的关系，以及功率的关系。
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期末押题预测 电能的输送
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 汕头期末）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．该充电器的最大输出功率为1440W
B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为1：20
C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A
D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V
2．（2024秋 温州期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为4.4×109W时，下列说法正确的是（ ）
A．直流输电线上的电流为8×103A
B．降压变压器的原副线圈匝数比大于2：1
C．直流输电线上损失的功率为1.6×107W，损失的电压为40kV
D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为6.4×108W
3．（2024秋 西安期末）贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3：n4＝130：1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（ ）
A．每个周期内电流方向改变1次
B．发电机线圈转动频率为100Hz
C．发电机的输出电流为250A
D．输电线总电阻R为28Ω
4．（2024秋 银川校级期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器的匝数比为1：100
B．升压变压器副线圈电压为5kV
C．输电线上的电流为100A
D．降压变压器的输入电压为4700V
5．（2024秋 浙江月考）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为H＝15m，涨潮时水库最高水位h1＝10m，退潮水库最低水位h2＝6m，发电机日平均发电量为4.8×104kW h，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．涨潮时水库水重心上升4m
B．发电机的功率为4×103kW
C．该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10m2
D．若采用U＝200kV的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5%
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2023秋 陕西期末）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且n1：n2＝n4：n3，当用户数量增加后，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻减小
B．输电线的损耗功率减小
C．升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值
D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率
（多选）7．（2024 烟台二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U＝6V，定值电阻为R＝20Ω，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原、副线圈的匝数比为，理想变压器T2原、副线圈的匝数比为。则下列说法中正确的是（ ）
A．k1和k2的乘积小于1
B．k1越大电路的输电效率越高
C．若k2＝6，则R上消耗的功率为0.2W
D．若k2＝6，则变压器T1的输出电压为38V
（多选）8．（2023秋 张家口期末）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端的额定电压U0＝220V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝50：1，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户端在正常情况下消耗的总功率P0＝11kW，下列说法正确的是（ ）
A．发电厂的输出功率为11kW
B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：111
C．用户增加时，用户得到的电压减小
D．用户增加时，输电线上的损失功率减小
（多选）9．（2023秋 武威期末）在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW。下列说法正确的是（ ）
A．输电电流为
B．输电电流为44A
C．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小
D．若改用特高压输电，则输电效率减小
三．填空题（共3小题）
10．（2024春 庐江县期中）有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为 ，输电线损失的功率为 。
11．（2024 浦东新区校级模拟）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P＝1000kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为R线＝16Ω，在用户处的降压变压器输出电压U4＝220V。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，则降压变压器的匝数比 ，用户得到的电流 。
12．（2023春 龙岩期末）我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的 倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的 倍。
四．解答题（共3小题）
13．（2024秋 哈尔滨期末）如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。
（1）求输电线上的电流I2；
（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。
14．（2024秋 城关区校级期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为5：1，输电线的总电阻为r＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：
（1）降压变压器副线圈中的电流的大小？
（2）输电线上损失的功率的大小？
（3）升压变压器的输入电压的大小？
15．（2023秋 韩城市期末）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压是220V，长距离输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）长距离输电线上的电流多大；
（2）升压变压器原副线圈匝数比以及降压变压器原副线圈匝数比。
期末押题预测 电能的输送
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5
答案 D D D B D
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 汕头期末）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．该充电器的最大输出功率为1440W
B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为1：20
C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A
D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；理想变压器两端的功率关系；理想变压器两端的频率关系．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据P＝UI计算；根据变压规律计算；根据输入功率等于输出功率计算；根据最大值和有效值的关系计算。
【解答】解：A．该充电器的最大输出功率为
Pm＝UI＝11V×6A＝66W，故A错误；
B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时副线圈电压为11V，原副线圈的匝数之比为
，故B错误；
C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，即原线圈电压100V，副线圈电压为5V，电流为2A，则
U1I1＝U2I2
可得原线圈中的电流有效值为I1＝0.1A，故C错误。
D．充电器输入最大电压为240V有效值交流电，对应峰值为240V≈339.4V，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了变压器的变压规律，以及交流电的有效值和最大值的关系。
2．（2024秋 温州期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为4.4×109W时，下列说法正确的是（ ）
A．直流输电线上的电流为8×103A
B．降压变压器的原副线圈匝数比大于2：1
C．直流输电线上损失的功率为1.6×107W，损失的电压为40kV
D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为6.4×108W
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据P＝UI计算；先计算出降压变压器的输入电压，然后根据变压比计算；根据P损＝I2R计算损失的功率，根据U损＝IR计算损失的电压；先计算出改变输送电压后的输电电流，然后计算即可。
【解答】解：A、直流输电线上的电流为I，故A错误；
B、降压变压器的输入电压为，所以降压变压器的原副线圈匝数比为，故B错误；
C、直流输电线上损失的功率为P损＝I2R＝（4×103）×10W＝1.6×108W，损失的电压为U损＝IR＝4×103×10V＝40kV，故C错误；
D、保持输送电功率不变，改用550kV输电，则输电线上的电流为I‘，则输电线上损失的功率为P损'＝I'2R，代入数据解得P损'＝6.4×108W吗，故D正确。
故选：D。
【点评】能够根据P＝UI计算出输电线上的电流是解题的关键。
3．（2024秋 西安期末）贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3：n4＝130：1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（ ）
A．每个周期内电流方向改变1次
B．发电机线圈转动频率为100Hz
C．发电机的输出电流为250A
D．输电线总电阻R为28Ω
【考点】远距离输电的相关计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】正弦式交变电流每个周期内电流方向改变2次；根据图像得到交变电流的周期，根据周期与频率的关系求解交流电的频率，发电机线圈转动频率等于交流电的频率；根据图像得到交变电流电压的峰值，进而求解有效值，根据P＝UI求解发电机的输出电流；根据P＝UI求解用户端电流，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比求解输电线上的电流，根据功率公式求解输电线上的电阻。
【解答】解：A、正弦式交变电流每个周期内电流方向改变2次，故A错误；
B、由图像得，交变电流的周期T＝0.02s
频率为fHz＝50Hz
则发电机线圈转动频率为50Hz，故B错误；
C、由图像得，发动机输出电压的峰值Um＝3000V
有效值为U1V＝3000V
发电机的输出电流为I1A＝500A
故C错误；
D、用户端电流为I4A＝6500A
理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比，有：
代入数据解得：I3＝50A
输电线上损耗的功率为P损＝P﹣P′＝1500kW﹣1430kW＝70kW
P损R
代入数据解得：R＝28Ω
故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查正弦式交变电流、远距离输电和理想变压器，解题关键是掌握正弦式交变电流规律，知道理想变压器的变压规律，结合功率公式求解即可。
4．（2024秋 银川校级期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器的匝数比为1：100
B．升压变压器副线圈电压为5kV
C．输电线上的电流为100A
D．降压变压器的输入电压为4700V
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】应用题；定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据输电线上损耗的功率，结合P损＝I2R求出输电线上的电流；根据输出功率和输出电压得出升压变压器原线圈的电流，从而得出升压变压器的匝数之比。结合输电线上的电压损失求出降压变压器的输入电压。
【解答】解：AC、根据P损＝0.6%PR得输电线上损失的功率为：P损＝300W，输电线上的电流为：I2＝10A．升压变压器原线圈的输入电流为：I1则升压变压器的匝数之比为：．故AC均错误；
B、由AC分析知，升压器线圈的匝数比为1：10，所以其副线圈输出电压，故B正确；
D、输电线上损失的电压为：ΔU＝I2R＝10×3V＝30V，
升压变压器的输出电压为：U2＝10U1＝5000V，
则降压变压器的输入电压为：U3＝U2﹣ΔU＝5000﹣30＝4970V．故D错误。
故选：B。
【点评】解决本题的关键知道：1、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。
5．（2024秋 浙江月考）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为H＝15m，涨潮时水库最高水位h1＝10m，退潮水库最低水位h2＝6m，发电机日平均发电量为4.8×104kW h，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．涨潮时水库水重心上升4m
B．发电机的功率为4×103kW
C．该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10m2
D．若采用U＝200kV的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5%
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；功能关系 能量守恒定律；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据涨潮和退潮时水位差，可知水位重心的变化高度；由发电机日均发电量，可计算发电机的功率；由发电机的日均发电量及发电机总效率，可计算水的重力势能减小量，即可计算发电机所圈占的海湾面积；由发电机功率及直流电电压，可计算通过输电线路的电流，即可知输电线上损耗的电功率，可计算线路上损耗功率占输电总功率的百分比。
【解答】解：A、根据涨潮和退潮时水位差，可知水位重心的变化高度为，故A错误；
B、由发电机日均发电量，可知发电机的功率为，故B错误；
C、由发电机的日均发电量及发电机总效率，可知水的重力势能减小量为：，而水的重力势能减小量为：，可知发电机所圈占的海湾面积为：S＝5.4×106m2，故C错误；
D、由发电机功率及直流电电压，可知通过输电线路的电流，即可知输电线上损耗的电功率，可知线路上损耗功率占输电总功率的百分比为，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查电能的转化及输送相关问题，涉及功率、重力势能、效率、质量密度公式等内容，从能量守恒出发，即可解决问题。
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2023秋 陕西期末）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且n1：n2＝n4：n3，当用户数量增加后，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻减小
B．输电线的损耗功率减小
C．升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值
D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】由并联电阻关系分析，用户消耗的总电功率增加，知输电线中的电流增大，输电线路存在电压损耗以及功率损耗，据此分析。
【解答】解：A．由并联电阻关系知
随着用户增多，增加，则R总减小，故A正确；
B．用户数量增加后，用户消耗的总电功率增加，所以降压变压器副线圈中的电流增加，根据
可知输电线中的电流增大，所以输电线的损耗功率
增大，故B错误；
C．由原副线圈电压与线圈匝数的关系可知
，
解得
，
根据输电线电压关系知
U2＝U3+U线
所以
U2＞U3
升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值，故C正确；
D．由于用户消耗的总电功率增加，输电线路上的电流增大，输电线损失的功率变大，所以用户端变化的功率小于升压变压器变化的功率。D错误；
故选：AC。
【点评】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。
（多选）7．（2024 烟台二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U＝6V，定值电阻为R＝20Ω，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原、副线圈的匝数比为，理想变压器T2原、副线圈的匝数比为。则下列说法中正确的是（ ）
A．k1和k2的乘积小于1
B．k1越大电路的输电效率越高
C．若k2＝6，则R上消耗的功率为0.2W
D．若k2＝6，则变压器T1的输出电压为38V
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】根据变压比和升压变压器的输出电压与降压变压器的输入电压关系计算；根据变压比可知，k1越大T1输出的电压U2越低，输电电流越大，据此分析；根据灯泡的电流结合变流比计算出输电线上的电流，进而得到输电线损失的功率；根据变压比和升压变压器的输出电压与损失电压和降压变压器的输入电压之间的关系计算即可。
【解答】解：A．由于两个变压器之间的输电线电阻R上会有电压降，理想变压器T1输出电压等于T2对应的输入电压与R上电压降之和，设输电线上损失的电压为UR，则有匝数比满足
由于U1＝U4＝6V，则有，故A正确；
B．根据变压规律可知k1越大T1输出的电压U2越低，则T2输出电压越低，要使灯泡以额定功率正常工作，则需要输电线上的电流越大，则输电线损失的电功率越大，电路的输电效率越低，故B错误；
C．对变压器T2，根据变流比可知输出电流与输入电流的比值满足
对灯泡则有
若k2＝6，则R上电流I3为0.1A，其消耗的电功率，故C正确；
D．若k2＝6，则有
则变压器T1的输出电压为U2＝U3+I3R＝36V+0.1×20V＝38V，故D正确。
故选：ACD。
【点评】掌握变压器的变压规律和变流规律，知道理想变压器T1输出电压等于T2对应的输入电压与R上电压降之和是解题的关键。
（多选）8．（2023秋 张家口期末）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端的额定电压U0＝220V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝50：1，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户端在正常情况下消耗的总功率P0＝11kW，下列说法正确的是（ ）
A．发电厂的输出功率为11kW
B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：111
C．用户增加时，用户得到的电压减小
D．用户增加时，输电线上的损失功率减小
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．
【答案】BC
【分析】A.根据理想变压器的电压关系和输电线上的功率损失分析作答；
B.根据功率公式求解用户端的电流，根据理想变压器电流与匝数比的关系求解输电线上的电流，根据欧姆定律求解输电线上的电压损失；根据交变电流有效值与最大值的关系求解升压变压器原线圈两端电压，再根据理想变压器电压与匝数比的关系以及电压关系求解作答；
C.用户增加时，用户端总电阻减小，电流I4增大，据此分析输电线上的电流变化，电压的损失情况，然后分析降压变压器原、副线圈电压的变化；
D.根据输电线上的电流变化，分析输电线上功率损失的情况。
【解答】解：A．对于理想的升压变压器P1＝P2
降压变压器P3＝P0＝11kW
根据功率关系，发电厂的输出功率P1＝ΔP+P0＞11kW，故A错误；
B.根据功率公式，用户端总电流
根据理想变压器电流与匝数比的关系
代入数据解得I3＝1A
根据功率关系和功率公式P3＝U3I3
代入数据解得U3＝11000V
升压变压器副线圈两端的电压U2＝U3+I3r＝11000V+1×100V＝11100V
升压 变压器原线圈两端电压
根据理想变压器电压与匝数比的关系，升压变压器原、副线圈的匝数比为
故B正确；
C．用户增加时，用户端总电阻减小，电流I4增大，因此输电线路中的电流I3增大；
输电线路的电压损失ΔU＝I3r增大
由于U2不变，则降压变压器原线圈两端电压U3＝U2﹣ΔU减小，因此U4减小，即用户端的电压减小，故C正确；
D．根据功率公式输电线路上的功率损失，用户增加时，输电线上的电流I3变大，而可知损失功率增大，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题主要考查理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系，掌握欧姆定律，功率公式的运用；理解输电线上的电压损失与功率损失，掌握理想变压器动态变化的分析方法。
（多选）9．（2023秋 武威期末）在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW。下列说法正确的是（ ）
A．输电电流为
B．输电电流为44A
C．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小
D．若改用特高压输电，则输电效率减小
【考点】远距离输电的相关计算；电功和电功率的计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．
【答案】BC
【分析】远距离输电的输送电压指升压变压器副线圈端电压；输送电能的要求为：可靠、保质、经济，高压输电电压不是越高越好；远距离输电的输送电流指一次高压变电站原线圈的电流；特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输电。
【解答】解：AB、用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW，输电电流：IA＝44A，故A错误、B正确；
C、若改用特高压输电，则输电电流减小，根据ΔP＝I2R线，可知输电线上损耗的功率减小，故C正确；
D、若改用特高压输电，输电线上损耗的功率减小，则输电效率提高，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了远距离输电的相关问题，关键理解远距离输电原理，同时还要注意远距离输电也应该与实际情况相结合。
三．填空题（共3小题）
10．（2024春 庐江县期中）有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为 5280W ，输电线损失的功率为 144W 。
【考点】远距离输电的相关计算；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】5280W；144W。
【分析】根据用户端所有灯泡消耗的电功率得出降压变压器的输出功率，根据P＝UI求出降压变压器副线圈的电流，结合电流比等于匝数之反比求出输电线上的电流，根据输电线上的功率损失，抓住降压变压器的输入功率求出发电机的输出功率。
【解答】解：要保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为
P4＝nUI＝40×6×22W＝5280W
全部电灯正常发光，则降压变压器输出电压为
U4＝220V
根据匝数比可知降压变压器输入电压为
U3＝880V
输入功率
P3＝P4＝5280W
所以输电线上的电流为
A＝6A
输电线上损失的电压为
U′＝I2R＝6A×4Ω＝24V
输电线上损失的功率为
P′＝U′I2＝24V×6A＝144W
故答案为：5280W；144W。
【点评】解决本题的关键知道：
1、原副线圈电压比、电流比与匝数比之间的关系；
2、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率之间的关系；
3、升压变压器的输出电压、电压损失和降压变压器的输入电压之间的关系。
11．（2024 浦东新区校级模拟）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P＝1000kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为R线＝16Ω，在用户处的降压变压器输出电压U4＝220V。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，则降压变压器的匝数比 960：11 ，用户得到的电流 4364A 。
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】960：11；4364A
【分析】根据输电线上损耗的功率，由电功率公式求输电线上的电流；根据能量守恒定律可知降压变压器副线圈得到的功率，由电功率公式求用户得到的电流；再根据理想变压器原副线圈的电流与线圈匝数的关系求匝数比。
【解答】解：根据输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，可得：4%P＝I线2R线
已知：P＝1000kW＝1×106W，R线＝16Ω
代入数据解得：I线＝50A
根据能量守恒定律可知降压变压器副线圈得到的功率为：
P4＝96%P＝1×106W×96%＝9.6×105W
降压变压器副线圈的电流，即用户得到的电流为
I44364A
根据理想变压器原副线圈的电流与线圈匝数的关系，可得降压变压器的匝数比为
n3：n4＝I4：I3
解得：n3：n4＝960：11
故答案为：960：11；4364A
【点评】解题时要抓住理想变压器的功率关系、电压和电流特点；由于输电线电阻的存在，输电线上有电压损失和功率损失。
12．（2023春 龙岩期末）我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的 倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的 倍。
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】；
【分析】应用电功率公式求出输电流的变化情况，然后应用电功率公式分析答题。
【解答】解：在功率不变时，由P＝UI知，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的。
若输电线不变，则输电线上损失的电压
ΔU＝Ir
变为原来的
输电线上损失的功率
ΔP＝I2r
因此输电线上损失的功率变为原来的
故答案为：；
【点评】知道远距离输电的原理与输电过程是解题的前提，根据题意应用电功率公式即可解题。
四．解答题（共3小题）
13．（2024秋 哈尔滨期末）如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。
（1）求输电线上的电流I2；
（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。
【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）输电线上通过的电流是25A；
（2）降压变压器的匝数比为190：11
【分析】（1）根据输电损失功率公式P损R计算电流；
（2）由输送功率P＝UI计算输送电压U2；降压变压器的输入电压：U3＝U2﹣I2R；由电压与匝数成正比和电压分配关系计算匝数之比。
【解答】解：（1）由P损＝I2R2，输电线上的电流：
I2A＝25A；
（2）升压变压器的输出电压：
U2V＝4000V；
降压变压器的输入电压：
U3＝U2﹣I2R＝4000V﹣25×8V＝3800V
降压变压器的匝数比为：
n3：n4＝U3：U4＝3800：220＝190：11
答：（1）输电线上通过的电流是25A；
（2）降压变压器的匝数比为190：11。
【点评】本题关键是结合变压器的变压比公式和功率损耗的公式ΔP＝I2R列式求解，基础问题
14．（2024秋 城关区校级期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为5：1，输电线的总电阻为r＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：
（1）降压变压器副线圈中的电流的大小？
（2）输电线上损失的功率的大小？
（3）升压变压器的输入电压的大小？
【考点】远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】（1）降压变压器副线圈中的电流的大小为36A；
（2）输电线上损失的功率的大小为1296W；
（3）升压变压器的输入电压的大小为256V。
【分析】（1）根据功率公式计算；
（2）根据变压器的变流比计算出输电线上的电流，然后根据P＝I2r计算；
（3）先计算出降压变压器的输入电压和输电线上的损失电压，然后得到升压变压器的输出电压，进而可得升压变压器的输入电压。
【解答】解：（1）降压变压器副线圈中的电流为
解得I4＝36A
（2）降压变压器原线圈的电流为
所以输电线上损失的功率为
r
代入数据解得
ΔP＝1296W
（3）降压变压器原线圈的电压为
输电线上损失的电压为
ΔU＝I3r
升压变压器的输出电压为
U2＝U3+ΔU
则升压变压器的输入电压为
解得
U2＝256V
答：（1）降压变压器副线圈中的电流的大小为36A；
（2）输电线上损失的功率的大小为1296W；
（3）升压变压器的输入电压的大小为256V。
【点评】掌握升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压之间的关系，以及通过变流比计算出输电线上的电流是解题的关键。
15．（2023秋 韩城市期末）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压是220V，长距离输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）长距离输电线上的电流多大；
（2）升压变压器原副线圈匝数比以及降压变压器原副线圈匝数比。
【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．
【专题】计算题；定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力．
【答案】（1）长距离输电线上的电流是20A。
（2）升压变压器原副线圈匝数比是1：20，降压变压器原副线圈匝数比是240：11。
【分析】（1）根据输电损失的功率应用电功率公式求出输电电流。
（2）根据电功率公式求出升压变压器输入电流，根据理想变压器的变流比求出升压变压器的匝数比；
根据理想变压器的变压比求出升压变压器的输出电压，应用欧姆定律求出损失的电压，再求出降压变压器的输入电压，最后求出降压变压器匝数比。
【解答】解：（1）输电线损失的功率P输出×4%R线
代入数据解得：I2＝20A
（2）原线圈中输入电流大小为
所以升压变压器原副线圈匝数比为
由理想变压器的变压比可知，升压变压器的输出电压U2V＝5000V
降压变压器的输入电压U3＝U2﹣U线＝5000V﹣20×10V＝4800V
所以降压变压器原副线圈匝数比为
答：（1）长距离输电线上的电流是20A。
（2）升压变压器原副线圈匝数比是1：20，降压变压器原副线圈匝数比是240：11。
【点评】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比，电流比等于匝数之反比，以及知道升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压和电压损失的关系，以及功率的关系。
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