2022-2023学年鲁科版（2019）选择性必修第二册 3. 4 电能的远距离输送课时提升作业2 （含解析）

2022-2023学年鲁科版（2019）选择性必修第二册

3.4电能的远距离输送课时提升作业2（含解析）

一、单选题

1.某远距离高压输电线路中，升压、降压变压器均视为理想变压器，输电线的电阻一

定，输送功率一定。若其他情况不变，输送电压升高到原来的“倍，则下列说法正确的

是（）

A.输送电流变为原来的〃倍B.输电线上的电压损失变为原来的〃倍

C.输电线上的功率损失变为原来的与D.用户得到的功率变为原来的工

YTn

2.远距离输电线路如图所示。在输送的电功率一定的情况下，采用高压■输电时，线

路损耗的电功率为6；采用高压力输电时，线路损耗的电功率为尸2。若6=4鸟，下列

关系式正确的是（）

发!

电〜

厂

电源回路

A.24=4B.5=2%c.4[7,={/,D.5=4力

3.某发电厂用2.2kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22kV的电压，仍然用

该输电线路输送同样的电功率。则前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为

（）

A.1：1B.10：1C.100：1D.1000：1

4.图示为高铁的供电流程图，牵引变电所（视为理想变压器，原、副线圈匝数比为4:〃2）

将高压220kV或110kV降至27.5kV,再通过接触网上的电线与车顶上的受电器使机车

获得25kV工作电压，则（）

电网

220千伏或110千伏

牵引方弃伏

牵变电所馈线

引苜

____;回流线

供

电N吐々接触网次

系25千伏

统

A.若电网的电压为220kV,则/：巧=1:8

B.若电网的电压为110kV,则%:“2=22:5

C.若高铁机车运行功率增大，机车工作电压将会高于25kV

D.高铁机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大

5.如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器O和降压变压器不均为理想变压器。

降压变压器乃的原、副线圈匝数之比为5:2,输电线路的总电阻r=25C,其余导线电阻

不计，Li.七是电阻恒为44。、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器。的

原线圈两端所加电压〃=lOO0sinl（X）R（V）,当开关Si闭合S2断开时，灯泡L正常

A.灯泡的额定功率为1000W

B.输电线路损失的电功率为100W

C.升压变压器刀的原、副线圈匝数之比为2：5

D.若开关Si和S2都闭合时，则灯L和心均正常发光

6.如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均

不变，且如：〃2=如：〃3。当用户用电器的总电阻减小时（)

A.Ui：5=5:U4

B.用户的电压S增大

C.用户消耗的功率等于发电机的输出功率

D.输电线上损失的功率增大

7.特高压电网是指1000kV及以上交流电网或±800kV及以上直流电网。我国特高压输

电技术实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。2011年12月16日，世界首条商业运营的特高

压交流输电工程（lOOOkV晋东南——南阳——荆门特高压交流试验示范工程）在中国

正式投产，到现在已经安全运行近十年。下列说法中正确的是（）

A.大小不随时间变化的电流称为直流

B.所有交流电的峰值都是其对应有效值的五倍

C.理想变压器输出的功率大于输入功率

D.远距离输电采用特高压的主要目的是降低输电线路中的损耗

8.如图所示，甲图为远距离输电示意图，输电线的总电阻为，:22。，若升压变压器的

输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。输电效率为90%,输电线上损耗功率为

&=5.5x10*W,变压器均为理想变压器。设升压变压器原、副线圈匝数比为殳，降压

变压器原、副线圈匝数比为马,下列说法正确的是（）

%

AC7/V

升压变压器降压变压器2200-zv............八

Z

W

Y用0x2

X户123z/(10-s)

-220V2

甲乙

B.升压变压器原线圈电流/=200A

C.£D.用户端消耗功率扁=5xl（）5W

9.高压输电可使输送中的电压损失大幅降低，当采用高电压U向远方某地区输电时,

电压损失△口保持输电线电阻不变，若AU变小，则（)

A.输电线上损耗的电功率AP不变

B.输电线上损耗的电功率AP变大

C.若输入功率不变，则U变小

D.若U不变，则输入的功率变小

10.火电站向某村庄输电，输送电功率为100kW,若以1100V输电，则线路损耗为9kW,

若以3300V输电，则线路损耗可降为（）

A.3kWB.IkWC.30kWD.10W

11.远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所

示。下列说法正确的是（）

发鼠匕力£

反已"升压降压用尸

变压器变压器

甲乙

A.发电机输出电压的有效值是380aV

B.用户得到的交流电频率是100Hz

C.发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比

D.保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大

12.如图所示为远距离输电过程示意图，下列说法正确的是（）

B.其他条件不变，用户消耗的电功率越大，线路损耗的电功率也越大

C.其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数增加，线路损耗电功率将减少

D.其他条件不变，若升压变压器副线圈匝数加倍，线路损耗的电功率将减半

二、多选题

13.如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定,

输电线上损耗的功率为外,变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示，则当用户

用电处于高峰期时，下列说法正确的是（）

升压变压器降压变压器

A.%变大B.4增大C.U4变大D.6变大

14.如图所示为远距离高压输电示意图，图中升压变压器的原、副线圈匝数为小、n2,

原线圈接发电站的电压为S,电功率为P,升压变压器副线圈两端的电压为3,输电

导线的总电阻为r,升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（）

升压变压器降压变压器

A.输电线上的电流大小/=""YlPf

B.输电线上损失的电压U行7

n2U2

C.输电线上损失的功率P行D.用户得到的功率P桁P-gyrr

叫

15.输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：3,输入电压为7.5V

的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为厂，负载R的阻值为10C。开关S接

1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2：l,R上的功率为10W；接2时，匝数比为1：2,

R上的功率为尸。以下判断正确的是（）

C.P=45WD.尸=22.5W

三、解答题

16.水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多个优点，现已成为我国的重要能源之一、

某条河的流量为4m'/s,水流下落高度为5m。现在利用该河流兴建水电站来发电。设

所用发电机的总效率为50%。

⑴求发电机的输出功率。

(2)设发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4C,允许损耗的功率为5%,则当用户

所需电压为220V时，所用升压变压器和降压变压器匝数之比为多少？(g=9.8m/s?)

17.假设广州在后山修建了一座小型太阳能发电站给科技馆供电，发电机最大输出功率

为凡=9kW,输出电压恒为Uo=5OOV。已知输电线的总电阻为R=10C,科技馆工作电压

为S=220V,求:

(1)输出功率最大时，采用匝数比为1：3的升压变压器进行输电，则输电线功率损耗

与直接输电时的功率损耗之比是多少；

(2)假设科技馆某段时间消耗功率为P2=2.64kW,若不采用升压变压器输电，为保障

科技馆用电设备正常工作，则科技馆降压变压器的匝数比和发电站的输出功率是多少。

参考答案

1.C

【解析】

【详解】

AB.输电线上的电流

//

U

当输送功率一定，输送电压变为原来的〃倍时，输送电流变为原来的1,输电线上的电压损

n

失变为原来的选项A、B均错误；

n

C.输电线上的功率损失

当输送功率一定，输送电压变为原来的〃倍时，输电线上的功率损失变为原来的与，选项

n

C正确；

D.用户得到的功率为

当输送功率-定，输送电压变为原来的〃倍时，用户得到的功率变为

（双

选项D错误。

故选Co

2.A

【解析】

【分析】

【详解】

根据

P'=U/、AP=/2R

可知，在输送的电功率一定的情况下,输电线上损耗的功率

又根据功率的比值可知

2U,=U2

故选A。

3.C

【解析】

【详解】

设输送功率为P,输送电压为U,输电线的电阻为「，则线损

\p=『r=(&r

U/=2.2kV=2200V

S=22kV=22000V

则

空=追=220002=200

△g—U；~220()2—I

故选C。

4.D

【解析】

【详解】

AB.若电网的电压为220kV,则

%:%=220kV:27.5kV=8:1

若电网的电压为llOkV,则

n1:n2=110kV:27.5kV=4:l

故AB错误：

CD.若高铁机车运行功率增大，则牵引变电所副线圈输入功率增大，而副线圈电压不变，

所以牵引变电所至机车间之间的电流增大，热损耗功率也会随之增大，导线电阻分压增大,

机车工作电压将会低于25kV,故C错误，D正确。

故选D。

5.B

【解析】

【详解】

A.灯泡的额定功率

P,=£=uoow

LR

故选项A错误；

B.通过电灯的电流

，L=£=5A

根据理想变压器原、副线圈电流关系可得输电线路的电流为

/线=，=2A

所以输电线路损失的电功率为

AP=4r=100W

故选项B正确；

C.升压变压器原线圈两端电压

U}=100V

升压变压器原线圈的电流

P+AP…

Lr=-^-------=12A

q

所以升压变压器原、副线圈匝数之比为

生=%=，

n2I16

故选项c错误；

D.若开关凡和S?都闭合时，电路的总电阻减小，总电流增大，通过输电线路损失的电压增

大，所以电灯两端的电压降低，两电灯均不能正常发光，故选项D错误。

故选B。

6.D

【解析】

【详解】

A.根据理想变压器变压规律可知

Ul：U2=2=〃4:〃3=U4:①

故A错误;

B.设输电电流为/3,用户用电器的总电阻为凡根据欧姆定律有

U3=U2-I3r②

根据理想变压器电流规律有

Y=­④

联立①②③④解得

为2

因为必不变，所以必不变，当R减小时，根据⑤式可知s减小，故B错误；

C.用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线损失的功率，故c错误；

D.因为“减小，所以S减小，而S不变，根据②式可知A增大，因此输电线上损失的

功率增大，故D正确。

故选D。

7.D

【解析】

【分析】

【详解】

A.方向不随时间变化的电流称为直流，大小不随时间变化但方向随时间发生变化的电流是

交流，A错误；

B.正弦式交流电的峰值是有效值的0倍，并不是所有交流电的峰值都是有效值的近倍，

B错误；

C.理想变压器没有能量损失，输出的功率等于输入功率，C错误；

D.远距离输电采用特高压，可以减小输电电流，从而降低输电线路中的损耗，D正确。

故选D。

8.C

【解析】

【详解】

AB.设升压变压器原线圈两端电压为必，副线圈两端电压为S,原线圈电流为〃，副线圈

电流为/2,降压变压器原线圈电压为S,副线圈电压为S,原线圈电流为/3,副线圈电流

为14,因为输电效率为90%,损耗功率为

&=(1-9O%)U/

品=l2r

2=4

“2A

由题图乙可知

U、=220V

联立解得

人」

n250

/,=2500A

AB错误;

c.根据题意

ua.

联立解得

马="

«41

C正确;

D.根据题意得

昂।_90%

扁1-90%

%二4.95x10’W

D错误。

故选C。

9.D

【解析】

【详解】

AB.输电线上损耗的电功率

（皿

♦P=

保持输电线电阻不变，若AU变小，则AP变小。故AB错误;

CD.设输入功率为P,电压损失可以表示为

保持输电线电阻不变，当AU变小，若输入功率不变，则U变大；若U不变，则输入的功率

变小。故C错误；D正确。

故选D。

10.B

【解析】

【详解】

根据

P

则有

琮（产aU。

U,

代入数据解得

%=lkW

故选Bo

11.D

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图乙可知交流的最大值为U,“=380V,则其有效值为

[/=挚丫=190回

72

故A错误；

B.由图乙可知，交流电的周期为7M）.02s,则交流电的频率为

/="=50Hz

故B错误；

C.原副线圈的输入功率等于输出功率，与匝数比无关，故C错误；

D.在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据

77=」知升压变压器副线圈的电压增大，由/=万知输电线上的电流减小，根据AP=//

知，输电线上损失的功率减小，则有

P&=P?=P2fp=P「XP

即保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大，故D正

确。

故选D。

12.B

【解析】

【详解】

A.低压变电站中变压器的副线圈匝数比原线圈少，A错误；

B.其他条件不变，用户消耗的电功率变大，则用户端总电流也就越大，则通过输电线的电

流也就会变大，根据

可知线路损耗的电功率变大，B正确；

C.其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数增加，则升压变压器副线圈电压就会减小，根

据输入功率等于输出功率，结合

//

U

可知通过输电线的电流会增大，则线路损耗电功率将增大，c错误；

D.其他条件不变，若升压变压器副线圈匝数加倍，则升压变压器副线圈电压就会变大为原

来的2倍，根据输入功率等于输出功率，结合

U

可知通过输电线的电流会减小为原来的一半，根据

♦=./

可知线路损耗的电功率将变为原来的7，D错误。

4

故选B。

13.BD

【解析】

【详解】

A.因为输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，所以必不变，A错误；

B.当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，输电线上的电流增大，可知

输电线上的功率损失以增大，B正确；

CD.当用电器增多时，功率增大，则升压变压器的输入功率变大，因输入电压不变，则输

入电流变大，即人变大；降压变压器的输出电流也增大，则输电线上的电流增大，可知输电

线上的电压损失增大，发电机的输出电压恒定，即U/不变，则U2不变，可知降压变压器的

输入电压减小，所以用户得到的电压口减小，C错误D正确。

故选BD。

14.AC

【解析】

【详解】

A.对于理想变压器有

如=五

U2n2

P=UJX=U2I1

联立解得

叱=1

皿

A正确;

B.输电线上损失的电压为

,,_,_ntPr

32函

B错误；

C.输电线上损失的功率

C正确；

D.用户得到的功率

一尸2

4=「一心=「一新'

D错误。

故选AC。

15.BD

【解析】

【分析】

【详解】

当开关S接1时，左侧变压器次级电压

S=3x7.5V=22.5V

电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压

U4=y[PR=\W

电流

1A

则右侧变压器初级电压

q=：xiov=2ov

电流

A=-xlA=0.5A

32

则

-2=50

A

当开关S接2时，设输电电流为/,则右侧变压器的次级电流为0.51；右侧变压两边电压关

系可知

U2-Ir0.5IR

%%

解得

/=3A

则R上的功率

P=(0.5/)2R=22.5W

故选BD。

16.(l)9.8xl(y»W；(2)1：8,12：1

【解析】

【详解】

(1)发电机组的输出功率为

P=PghQ>1

代入数据得

P=103X9.8X5X4X50%W=9.8X104W

⑵设送电电压为S,送电电流为/,则

P=U2I

许可损耗的功率为

5%P=PR