专题5.5电能的输送-之2017-2018学年高二物理人教版（选修3-2）

第五章 交变电流
第5节 电能的输送



1．在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损耗的功率
A．随输电线电阻的增大而增大
B．和输送电压的平方成正比
C．和输送电压的平方成反比
D．和输电线上电流的平方成正比
【答案】ACD

【名师点睛】要想清楚电损问题，必须从电路图开始讲起，输电线路电能的损耗相当于是升压变压器的副线圈提供电动势，输电线分一部分电压，其余的大部分加在了降压变压器原线圈两端，把输电线路理解成非纯电阻电路就相应的简单多了。
2．某用电器距离供电电源距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的损失电压不超过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．
【答案】B
【解析】输电线的电阻为R，由欧姆定律可得U=IR，由电阻定律R=ρ，联立可得S=，故B选项正确。
3．某发电厂，发电机的输出电压为U1，发电厂至用户之间输电线的总电阻为r，通过输电线的电流为I，用户两端的电压为U2，则输电线损耗的功率可以表示为
A． B．
C．I2r D．I(U1?U2)
【答案】BCD
【解析】本题考查远距离输电线路损耗功率，线路电流为I，线路电阻为r，损耗功率为I2r，C对，线路压降为(U1?U2)，功率为I(U1?U2)或，故BD对。
4．夏天由于用电器的增多，每年都会出现“用电荒”，只好拉闸限电。若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是
A．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍
B．若输送电压不变，则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍
C．若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍
D．若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍
【答案】A

5．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则

A．ab接MN、cd接PQ，IabB．ab接MN、cd接PQ，Iab>Icd
C．ab接PQ、cd接MN，IabD．ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd
【答案】B
【解析】高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确。
6．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，输电线的总电阻为。则下列说法不正确的是
A．输电线上的电流
B．输电线上的电流
C．输电线电阻上的功率损失
D．输电线电阻上的电压损失
【答案】B

7．中国已投产运行的1 000 kV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500 kV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1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则
A．送电电流变为原来的2倍
B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍
C．输电线上降落的电压将变为原来的
D．输电线上损耗的电功率将变为原来的
【答案】C
【解析】根据求出输电线上的电流，与输送的电压成反比，即输电线上的电流将变为原来的，故A错误；由上可知，输电线上的电流将变为原来的，根据U=IR可知，输电线上降落的电压将变为原来的，故B错误，C正确；当以不同电压输送时，有P=U1I1=U2I2，而在线路上损失的功率为可知，损失的功率与电压的平方成反比，即?P1:?P2=4:1，所以输电线上损失的功率为，故D错误。
8．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则下列说法错误的是

A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
【答案】ABC

9．某发电站的电能输送示意图如图所示，输电线总电阻为，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）。若发电机的输出电压与用电器的额定电压刚好相等，要使用电器正常工作，则

A．n1>n2
B．
C．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
D．升压变压器的输出电流大于降压变压器的输入电流
【答案】BC

10．如图甲所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比1:100，降压变压器原副线圈匝数比为100:1，远距离输电线的总电阻为50 Ω，若升压变压器的输入电压总是如图乙所示，下列说法中正确的有

A．用户端交流电的频率为100 Hz
B．用户端电压一定为240 V
C．若用户总功率变大，则降压变压器原线圈两端电压升高
D．若升压变压器原线圈输入功率为720 kW，则输电线路损耗功率为45 kW
【答案】D
【解析】由图乙知交流电的周期0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为240 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为24 000 V，因输电线有电压损失，故降压变压器初级电压小于24 000V，则用户端电压小于240 V，选项B错误；若用户总功率变大，则降压变压器次级电流增加，则初级电流增加，导线上的电压损失增加，则降压变压器原线圈两端电压降低，选项C错误；若升压变压器原线圈输入功率为720 kW，所以输电线中的电流为：，则输电线路损耗功率为，D正确。
11．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 KW，输电电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 KV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 KW的电，求:

（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
（2）输电线路导线电阻R；
（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比。
【答案】（1）1:5 （2）20 Ω （3）95:11

12．一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10－8 Ω·m，横截面积为10－5 m2的输电线向4×103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：
（1）所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
（2）如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
【答案】（1）1:12 （2）288:11

【名师点睛】解决本题的关键知道原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压比，以及掌握输电线上损失的功率P损=I2R。输电线上损失的功率往往是突破口。
13．如图所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户（升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器），若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，求：

（1）升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。
【答案】（1）6 250 V 16 A （2）15.625 Ω 6 000 V
【解析】（1）对升压变压器，据公式
则升压变压器的输出电压
输电导线中的电流
（2），P损=0.04P1
所以
因为?U=U2–U3=I2R线
所以U3=U2–I2R线=6250–16×15.6=6 000 V
【名师点睛】解决本题的关键知道变压器输入电压、输出电压与匝数比的关系，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。
14．一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：

（1）升压变压器副线圈两端的电压；
（2）输电线上损耗的电功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
（4）该厂安装的都是“220 V 40 W”的电灯，不考虑其他电器，则允许同时开多少盏灯？
【答案】（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）因为
所以
（2）