人教版2019选择性必修第二册高二物理精讲与精练高分突破考点专题 3.4 电能的输送（参考答案）

3.4：电能的输送一：知识精讲归纳考点一、输送电能的基本要求1．可靠：指供电线路可靠地工作，故障少．2．保质：保证电能的质量——电压和频率稳定．3．经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．考点二、降低输电损耗的两个途径1．输电线上的功率损失：P＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻．2．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．考点三、电网供电1．远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压．2．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络．3．电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡．(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．重难点技巧一、输电线上的电压和功率损失1．输电线上的电压损失ΔU＝U－U′＝Ir＝eq\f(P,U)r.输电线上的功率损失(1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻．(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝eq\f(ΔU2,r)，其中ΔU为输电线上的电压损失．3．减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r，根据r＝ρeq\f(L,S)，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．(2)减小输电电流I，根据I＝eq\f(P,U)，在输送功率P一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的eq\f(1,n)，输电线上的功率损耗将降为原来的eq\f(1,n2).重难点技巧二：解决远距离高压输电问题的基本方法1．首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．2．理清三个回路：回路1：P1＝U1I1回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3回路3：P4＝U4I4.3．常用关系(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.(2)电压关系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2＝ΔU＋U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4).(3)电流关系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I2＝I线＝I3，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3).(4)输电电流：I线＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(ΔU,R线).(5)输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2R线＝eq\f(ΔU2,R线)＝ΔU·I线．(6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3.二：考点题型归纳题型一：影响输电损耗的因素1．（2022·全国·高二）下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（）A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好2．（2022·全国·高二课时练习）某水电站发电机的输出功率恒定，用升压变压器将电压升至U后向远处输电，输电电流为I，在用户端用降压变压器将电压降至所需电压、为减小输电线的热功率，下列措施可行的是（）A．增大输电电流I B．增大输电电压UC．减少输电时间 D．减小输电导线的横截面积3．（2020·北京·首都师范大学附属中学永定分校高二期中）当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（）A．输送电压成正比 B．输送电压的平方成正比C．输电线中的电流成正比 D．输电线中电流的平方成正比题型二：输电线上的电压和功率损失的计算4．（2022·全国·高二课时练习）如图所示为远距离输电的简化电路图。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，流入用户端的电流为I2，则（）A．输电线路上损失的电功率为I1U B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为r D．用户端的电压为5．（2022·全国·高二课时练习）某发电站将电能输送到工厂通过图示的流程来实现，经测定发电机输出的电压和电流分别为U1和I1，升压变压器输出的电压和电流分别为U2和I2，降压变压器输出的电压和电流分别为U3和I3，R1为两变压器间输电导线的总电阻。下列计算正确的是（）A．根据欧姆定律：B．对升压变压器一定有U1I1=U2I2C．两变压器间输电导线的热损耗为D．电动机的机械功率为U3I36．（2022·重庆·高二期末）綦江蟠龙抽水蓄能电站建成投用后，将作为重庆市未来电网中重要的骨干电源。电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器与降压变压器间输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，若发电机的输出电压为U1，用户输入端电压为U4，用户消耗电功率为P，则下列说法正确的是（）A．通过升压变压器原线圈的电流为B．输电线上损失的电压为C．因输电线发热而损失的功率为D．电路的输电效率为题型三：用户端功率的改变判断输电线物理量的变化7．（2022·陕西·长安一中高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（）A．两互感器均起到降压作用B．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则线路输送电功率为220kWC．若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P下移8．（2022·福建龙岩·高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4，升压、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入两个理想交流互感器，图中甲、乙均为理想电表。则下列说法正确的是（）A．甲为电流表，乙为电压表B．若电压互感器的读数为220V，电流互感器的读数为5A，则输送功率为1100WC．若保持发电机输出电压U1一定，仅增加负载，则U3将增大D．若保持发电机输出电压U1和负载不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增加9．（2022·四川省绵阳南山中学高二期末）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，通过理想变压器向远处输电，如图，输电线的总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（）A．若用户消耗功率减少，则升压变压器输出电压减小B．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压增大C．若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为D．若该发电系统输送功率为，用户获得电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为题型四：计算用户端用电器的数量10．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，假设一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（）A．变压器原、副线圈电流分别为10A和20AB．变压器原、副线圈电压分别为和220VC．变压器和的变压比分别为1：50和40：1D．有盏灯泡（）正常发光11．（2019·河北·邢台一中高二）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220V，则下列判断正确的是A．升压变压器原副线圈匝数比约为1:6B．降压变压器原副线圈匝数比约为8:1C．输电导线上的电压损失约为286VD．可供593盏“220V，40W”的白炽灯正常工作12．（2022·广东·汕头市潮阳区河溪中学高二期中）如图所示为远距离输电示意图，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，升压变压器的输入功率和输出功率分别为P1、P2，降压变压器的输入功率和输出功率分别为P3、P4，输电线的总电阻R一定。下列说法正确的是（）A．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都增大B．当用户的用电器增多时，U2、U3和U4都减小C．当用户的用电器增多时，P1、P2都会增大，输电线上损失的功率会增大D．当用户的用电器增多时，P3、P4都会增大，输电线上损失的功率会减小题型五：升压和降压器中的物理量的计算13．（2020·山东·青岛二中高二期中）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14．（2022·江苏徐州·高二期末）如图所示为模拟远距离输电电路图，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，其原线圈两端的电压为12V；降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，其副线圈两端的电压为11.5V。远距离输电线路的总阻值为1Ω，两变压器均视为理想变压器。则升压变压器的输入功率为（）A．24W B．48W C．92W D．96W15．（2022·浙江·泰顺中学高二期末）如图所示，某水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为。已知输电电流，两条输电线路总电阻，变压器均视为理想变压器，则（）A．用户得到电功率为95kW B．升压变压器的匝数比C．降压变压器的匝数比 D．发电机的输出的电流题型六：远距离输电的综合问题16．（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室高二期末）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。17．（2022·四川雅安·高二期末）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数，面积，发电机线圈电阻r不可忽略，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。输电导线的总电阻，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作。求：（1）输电线路上损耗的电功率；（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r上产生的热功率。18．（2022·北京朝阳·高二期末）某村庄较远处修建了一座小型水电站．河水的流量，落差h=3.2m。河水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。已知发电机的输出电压，用户需要的电压，两地间输电线的总电阻，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，水的密度。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度。求：（1）发电机的输出功率；（2）输电线上通过的电流及降压变压器的输入电压；（3）升压、降压变压器上原副线圈匝数比及。三：课堂过关精练一、单选题19．（2022·辽宁·东北育才学校高二阶段练习）我国超级电网，将热、水、风、光、核发电及电动汽车电池储能并入电网．如图所示为某小型发电站高压输电示意图．升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和．在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确酌是（）A．两互感器均起到降压作用B．若电压表的示数为，电流表的示数为，则线路输送电功率为C．若保持发电机输出电压和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少D．若发电机输出电压一定，若用户数增加，为维持用户电压一定，可将滑片P下移20．（2022·全国·高二课时练习）如图所示，交流电源与理想升压变压器相连进行远距离输电，升压变压器与降压变压器间输电线路的总电阻为R。降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，电压表示数为U，电流表示数为I，下列说法一定正确的是（）A．电动机内线圈的阻值为 B．电动机的输入功率为UIC．输电线路的损耗功率为 D．输电线路的总电阻21．（2022·辽宁·东北育才学校高二）用特高压实现远距离输电。在远距离输电中，输电线电阻不可忽略，如图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向湖南供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（）A．B．C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为D．输电线路上损耗的功率为P损22．（2022·江苏省如皋中学高二阶段练习）对于远距离输电，在一定的情况下，设输电线路中的电流为，输电线的总电阻为，为了减少损耗，采用增大电压输电，下列说法正确的是（）A．由，知输电线路中的电流变大B．由，知输电线路中的电流变小C．由，知输电线路消耗功率增大D．由，知不会影响输电线路中的电流23．（2022·全国·高二）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24．（2022·全国·高二课时练习）图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：200，降压变压器原、副线圈的匝数比为200：1，远距离输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法正确的是（）A．用户端交流电的频率为100Hz B．用户端电压为250VC．输电线中的电流为15A D．输电线路的损耗功率为25kW25．（2022·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）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？26．（2022·山东·临沂二十四中高二期中）截止2022年2月22日，我省光伏发电输出创历史新高，达到1080.9万千瓦，占我省用电负荷的36.1%，为我省脱贫致富、能源转型和绿色发展贡献了力量。光伏发电厂需将直流电转化为交流电后输送给用户。假设某小型电厂用如图的方式进行输电，已知=250V，输电功率=100kW，输电线的总电阻，=220V。若输电线上损失的功率为输电功率的5%，认为所用变压器都是理想变压器，求：（1）输电线上的电流；（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。四：高分突破精练27．（2022·福建漳州·高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想器材），两互感器原、副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，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．互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器B．线路上损耗的功率为320WC．发电机输出的电功率为3520kWD．用户使用的用电设备增多，降压变压器输出电压U4大小不变28．（2022·全国·高二课时练习）“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29．（2022·全国·高二课时练习）如图所示，发电机线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台“220V

1100W”的电动机，恰好正常工作，电动机内阻为10Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为交流理想电表，则下列说法正确的是（）A．图示位置时电压表示数为 B．升压变压器原、副线圈匝数比为C．输电线路中的电流是12.5A D．发电机线圈的输出功率为1200W30．（2022·江苏南京·高二期末）如图为远距离输电示意图，理想变压器匝数之比。在升压变压器的原线圈两端接入有效值为的交流电源，两条输电线的总电阻为，假设用户处的总电阻为，不考虑其他因素的影响，则输电线上的电流为（）A． B．C． D．31．（2022·江西·兴国中学高二期末）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，下列说法正确的是（）A．若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为B．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190：11C．若用户消耗功率减少，则升压变压器的输出电压减小D．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压增大32．（2022·四川·树德怀远中学高二期末）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20Ω，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4AB．用户得到的电功率为9.5kWC．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：4D．降压变压器原、副线圈的匝数之比为100：1133．（2022·江苏镇江·高二期末）远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压的交流电源。若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）A． B． C． D．34．（2022·山东省泰安英雄山中学高二期末）一水电站交流发电机的输出电压有效值为恒定值，通过理想升压变压器和理想降压变压器向城市用户供电，输电线总电阻为R，远距离输电示意图如图所示。的原、副线圈匝数分别、，输入电压和输入功率分别为和，输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，输出电压和输出功率分别为和。下列说法正确的是（）A．当用户的用电器增多时，增大B．当用户的用电器增多时，增大C．在输入功率不变的条件小要减小线路的损耗，应增大升压变压器的D．输电线上损失的电功率为二、多选题35．（2022·辽宁鞍山·高二阶段练习）如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1=250V，输出功率P1=100kW，输电线电阻R=8Ω。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=1:16D．用10000V高压输电，输电线损耗功率为8000W36．（2022·全国·高二课时练习）如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压为，输出电功率为P，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．若用户获得的电压也为，则B．用户端并联使用的用电器增多时，输电线上损失的功率增大C．输电线上损失的电压D．降压变压器输出的电功率37．（2022·河北·石家庄市第十七中学高二）如图是远距离输电的电路示意图，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，发电厂输出电压为，输出电功率为P，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．若用户获得的电压也为，则 B．用户端并联使用的用电器增多时，输电线上损失的功率增大C．输电线上损失的电压 D．降压变压器输出的电功率38．（2022·全国·高二课时练习）随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。图甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈重数比为1：10，升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V，升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的电阻不能忽略，则下列分析中正确的是（）A．交变电流的频率为50HzB．升压变压器原线圈的输入电压C．升压变压器副线圈的输出电压为D．降压变压器原、副线圈匝数比可能为18：139．（2022·全国·高二课时练习）在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线框，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦式交变电流，把该交变电流输入到图乙中理想变压器的A、B两端。图乙中的电压表和电流表均为理想交流电表，RT为热敏电阻（温度升高时电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（）A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为B．在时刻，线框平面处于中性面位置C．处温度升高后，电压表示数与示数的比值不变D．处温度升高后，电压表示数与电流表示数的乘积可能不变40．（2022·西藏·林芝市第二高级中学高二期末）随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（）A．降压变压器的输出电压减小了 B．升压变压器的输出电流增加了C．输电线上损失的功率减小了 D．发电厂输出的总功率减小了41．（2022·黑龙江·建三江分局第一中学高二期中）高压\特高压输电是减小电能损失的有效方法，我国在这方面已经走到了世界前列。如图所示为远距离输电的示意图，图中变压器均为理想变压器，输电线总电阻。用户可等效为图中的滑动变阻器。已知，，用户额定电压为，正常情况下用户消耗的总功率为。下列说法正确的是（）A．变压器的输入功率为B．滑动变阻器的阻值C．升压变压器匝数比D．当滑动变阻器触头向上滑动时，输电线损失的功率变小42．（2022·海南·琼海市嘉积第二中学高二期末）一台发电机输出功率为1000kW，输出电压为1000V，经变压器Tl升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、100W）。若在输电线路上损耗的功率为发电机输出功率的，变压器Tl和T2的损耗可忽略，则（）A．Tl原、副线圈电流分别为1000A和10AB．Tl的原、副线圈匝数比为1∶100C．T2原、副线圈电压分别为1000V和220VD．有9000盏灯泡正常发光43．（2022·河南安阳·高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和输电线总电阻为。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，各互感器和电表均是理想的，则下列说法正确的是（

）A．图中甲为电压互感器，甲中○应该为电压表B．若图中电压表的示数为，电流表的示数为，则线路输送电功率为C．若图中电流表的示数为，则输电损失电功率为D．若发电机输出电压一定，用户数增加，则用户电压一定降低三、解答题44．（2022·广东江门·高二期中）一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压U1=240V，输出功率P=10kW；用户处的电压U4=220V，消耗的功率P用=9.75kW，两变压器间线路的总电阻R=10Ω，其余线路电阻不计，求：（1）升压变压器的原、副线圈匝数比k1；（2）降压变压器的原、副线圈匝数比k2。45．（2022·四川成都·高二期中）水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10cm，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3:n4=190:11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度、重力加速度g=10m/s2。求：（1）高压输电线中的电流强度I2；（2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2；（3）该电站将水能转化为电能的效率η有多大？46．（2022·安徽·定远县民族中学高二阶段练习）如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线总电阻，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1∶6，降压变压器的原、副线圈匝数之比为5∶1，副线圈与纯电阻组成闭合电路，用户用电器电阻。若、均为理想变压器，的副线圈两端电压表达式为，求：（1）用户端的用电电流和输电电流；（2）输电线上损耗的电压和损耗的功率；（3）发电机的输出电压和输出功率。47．（2022·重庆市朝阳中学高二期中）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1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为3：1，输电线的总电阻为5Ω。全校共有66个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，求：（1）升压变压器副线圈两端的电压U2；（2）发电机的输出功率。48．（2022·江苏常州·高二期中）如图所示，为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线总电阻，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1∶5，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线图与纯电阻组成闭合电路，用电器电阻。若、均为理想变压器，的副线圈两端电压表达式为。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）若因用户增加导致用户消耗功率达到，且要求用户电压不变，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，求调整后变压器原、副线圈的匝数比。参考答案：1．B【详解】A．减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率，不利于减小输电过程中的电能损失，故A错误；B．高压输电是通过减小输电电流，根据输电过程中损失的电功率，有利于减小电路的发热损耗，故B正确；C．输送的电功率越大，输电线上的电流越大，输电过程中的电能损失越大，故C错误；D．高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所以不是输电电压越高越好，故D错误。故选B。2．B【详解】由于输电线损耗的热功率A．若增大输电电流I，会增大输电线损耗的热功率，A错误；B．由于输送功率不变，根据可知增大输电电压U，会减小输电电流I，从而减小输电线损耗的热功率，B正确；C．输送功率与时间无关，C错误；D．根据可知，减小输电导线的横截面积，导致输电线电阻变大，从而增大输电线损耗的热功率，D错误。故选B。3．D【详解】AB．根据电功率P=IU

①输电线上损耗的功率∆P=I2R

②由①②式解得输电线上损耗的功率与输送电压的平方成反比，故AB错误；CD．根据输电线上损耗的功率∆P=I2R可知输电线上损耗的功率与输电线中电流的平方成正比，故D正确，C错误。故选D。4．D【详解】AB．发电厂的输出电压是U，末端间的电压为U1，输电线路上的电压降为则输电线路上损失的电功率为故AB错误；C．由上述分析知，r是输电线损耗的功率，故C错误；D．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，由理想变压器输入功率等于输出功率，则有U1I1=U2I2得故D正确。故选D。5．C【详解】A．输电电流等于输电功率与输电电压之比，U2是输电电压，不是输电线损失的电压，故A错误；B．理想变压器输入功率等于输出功率，但是实际变压器工作过程有一定的能量损失，因此，U1I1不等于U2I2，故B错误；C．两变压器间输电导线的热损耗为故C正确；D．电动机的输入功率等于电动机的热功率和电动机的机械功率之和，电动机的输入功率故D错误。故选C。6．C【详解】A．依题意，根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知若用户消耗电功率为P，由于输电线路上有功率损耗，所以通过升压变压器输入端的功率一定大于P，则理想降压变压器输入端的电流故A错误；B．根据理想变压器电压与匝数比关系，可得通过降压变压器输入端的电压为升压变压器输出端电压为可得输电线上损失的电压为故B错误；C．用户消耗电功率为P，可得降压变压器输出端的电流为根据电流与匝数比关系可得，输电线路上的电流为则输电线发热而损失的功率为故C正确；D．电路的输电效率为根据联立可得故D错误。故选C。7．B【详解】A．根据两个互感器原、副线圈的匝数比可知电压互感器起到降压的作用，电流互感器起到降流（升压）的作用，A错误；B．设输电电流为I2，根据理想变压器变压和变流规律可得解得U2＝2200VI2＝100A所以线路输送的电功率为P＝U2I2＝2200×100W＝220kWB正确；C．由理想变压器变压和变流规律可得设输电线路总电阻为r，根据闭合电路欧姆定律有U3＝U2－I2r设用户端总电阻为R，根据欧姆定律有联立以上五式解得若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则U2增大，R不变，所以I2增大，而输电线损耗功率为所以输电线损耗功率增大，C错误；D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，D错误。故选B。8．D【详解】A．电表甲所在互感器原线圈比副线圈匝数多，且原线圈并联在输电线路两端，所以该互感器是将输电的高电压降低至电表甲可测量的范围内，是电压互感器，即电表甲为电压表；电表乙所在互感器原线圈比副线圈匝数少，且原线圈串联在输电线路中，所以该互感器是将输电的高电流降低至电表乙可测量的范围内，是电流互感器，即电表乙为电流表，故A错误；B．电压互感器和电流互感器的读数并不等于升压变压器副线圈两端电压和输电电流，需要根据互感器原、副线圈匝数比才能计算出输送功率，所以输送功率不等于1100W，故B错误；CD．对升压变压器有设负载总电阻为R，输电线路电阻为r，对降压变压器，可知其中联立以上五式可得若保持发电机输出电压U1一定，仅增加负载，即R减小，则U3将减小；若保持发电机输出电压U1和负载不变，仅将滑片Q下移，则n2增大，则I3将增大，根据可知输电线损耗功率增加，故C错误，D正确。故选D。9．C【详解】A．根据理想变压器变压规律可知虽然用户消耗功率减少，但因为U1始终不变，所以U2始终不变，故A错误；B．若用户消耗功率增加，则发电系统输出功率一定增大，T1原线圈电流I1增大，根据理想变压器变流规律可知副线圈电流I2也增大，即输电电流增大，又因为并且U2不变，所以U3减小，则U4减小，故B错误；CD．若该发电系统输送功率为，则T1原线圈电流为T1副线圈电流，即输电电流为输电线损失的功率为T2原线圈电压为所以降压变压器原、副线圈的匝数比为故C正确，D错误。故选C。10．D【详解】A．变压器原、副线圈电流分别为故A错误；B．根据变压器原、副线圈电压，电流关系，有，，所以故B错误；C．变压器和的变压比分别为，故C错误；D．设有n盏灯泡正常发光所以故D正确。故选D。11．D【详解】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=17.7A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．12．C【详解】理想变压器的变压比因为U1、n1、n2均不变，则U2不变，当用户的用电器增多时，P4增大，根据变压器输出功率决定输入功率，有P3增大，升压变压器的输入功率P1和输出功率P2也都增大，根据则I2增大，则增大，所以由得出U3减小，所以U4也减小；经以上分析知当用户的用电器增多时P4增大，I2增大，所以由得输电线上损失的功率也增大，故C正确。故选C。13．C【详解】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。14．D【详解】由电压与匝数关系，解得升压变压器副线圈电压为降压变压器原线圈电压为则远距离输电线路上的电流为理想变压器不改变功率，故升压变压器的输入功率为故选D。15．A【详解】D．发电机输出的电流为D错误。A．线路损耗的功率为两理想变压器不改变功率，故用户得到的电功率为95kW，A正确；B．升压变压器的副线圈输出电压为升压变压器的匝数比为B错误；C．输电线损耗电压降压变压器的原线圈电压故降压变压器的匝数比为C错误。故选A。16．（1）；（2）；（3）；240kW【详解】（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17．（1）；（2）【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有解得，所以输电线路上损耗的电功率（2）设降压变压器原线圈的输入电压为，则有解得设升压变压器副线圈的输出电压为，则有设升压变压器原线圈的输入电压为，则有解得设原线圈电流为，则有解得交流发电机电动势最大值为交流发电机电动势有效值为交流发电机线圈内阻上消耗的热功率为18．（1）；（2）12A，；（3），【详解】取时间的河水为研究对象，其质量①河水减少的重力势能②发电机的输出功率③联立①②③式，代入数据解得（2）如图所示，因为是理想变压器，所以则线路上损失功率④⑤联立④⑤式，代入数据解得又因为则升压变压器输出电压输电线上损失的电压则（3）对于升压变压器有对于降压变压器有19．B【详解】A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流（升压）作用，故A错误。B．电压互感器原线圈两端电压电流互感器原线圈中的电流对于理想变压器，输送功率P=P2=U2I2=2200×100W=220000W故B正确。C．将滑动片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数n2，根据理想变压器的规律升压变压器副线圈两端的电压增大；降压变压器原线圈两端电压U3增大，副线圈两端电压U4增大，通过负载的电流当R不变时，I4增大，降压变压器原线圈中的电流匝数比不变，I3增大，输电线上损失功率增大，故C错误。D．当用户数增加，负载电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压U4不变，通过副线圈的电流增大，原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失ΔU=I3r增大；原线圈两端电压U3=U2-ΔU将减小，根据可知，当U3减小时，减小n3可以使U4不变，所以要将降压变压器的滑动片P上移，故D错误。故选B。20．C【详解】A．因I不是通过电动机的电流，U也不是电动机内阻上的电压，则电动机内线圈的阻值不等于，选项A错误；B．因为U和I均不是电动机两端的电压和通过电动机的电流，则电动机的输入功率不等于UI，选项B错误；C．输电线路的损耗功率为，选项C正确；

D．因U不是输电线的电压损失，则输电线路的总电阻，选项D错误。故选C。21．C【详解】AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则根据理想变压器特点得对原线圈电路有由上式可得AB错误；C．由题意可得结合联立可得C正确；D．根据C选项中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为，则上消耗功率为D错误。故选C。22．B【详解】A．由得故A错误；BD．公式针对的是同一研究对象，故B正确，D错误；C．根据因此增大时，输电线路消耗功率减小，故C错误。故选B。23．D【详解】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。24．C【详解】A.由图乙知升压变压器的输入电压有效值为周期为解得用户端交流电的频率为故A错误；BCD．升压变压器的输入电流根据电流跟匝数比的关系解得输电线中的电流为输电线路的损耗功率为输电线路的损耗电压为根据电压和匝数比关系解得升压变压器副线圈电压降压变压器原线圈电压根据电压和匝数比关系解得用户端电压为故C正确，BD错误。故选C。25．（1）50A；（2）1：8【详解】（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=1：826．（1）25A；（2）【详解】（1）由题意可得，输电线上损失的功率为输电功率的5%，即有又代入数据，解得=25A（2）由于输电线上损失的功率为输电功率的5%，可得又P4=U4I4根据电流与线圈匝数的关系，有解得27．C【详解】A．互感器A并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器B串联在电路中，是电流互感器，故A错误；B．电流表的示数为4A，互感器原、副线圈的匝数比1：20，则线路上电流I=80A，线路上损耗的功率故B错误；C．电压表的示数为220V，匝数比为200：1，所以输送电压U=44000V，功率P=UI=3520kW则发电机输出的电功率3520kW，故C正确；D．用户使用的用电设备增多，用户回路电流变大，则输送电流变大，损失电压变大，降压变压器输入电压U3变小，降压变压器输出电压U4变小，故D错误。故选C。28．D【详解】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。29．D【详解】A．电压表示数为原线圈输入电压有效值，由于线圈电阻不计，则有A错误；C．由于电动机，恰好正常工作，可知降压变压器副线圈的输出电压为，降压变压器副线圈的电流为根据变压器电流与匝数关系可得解得输电线路中的电流为C错误；B．根据变压器电压比等于匝数比可得降压变压器原线圈的输入电压为则升压变压器副线圈的输出电压为升压变压器原、副线圈匝数比为B错误；D．发电机线圈的输出功率为D正确。故选D。30．B【详解】依题意，设输电线上的电流为,用户处的电流为,根据理想变压器电压与匝数比关系，可得根据欧姆定律有理想变压器电流与匝数比关系有又因为联立以上式子，求得故选B。31．B【详解】A．对于该系统输入输出功率不变，由于，故原线圈电流为对于中间线路有代入数据，解得则损失的功率为A错误；B．根据代入数据，解得由A可知输电线的总电阻两端的电压为则又即有B正确；C．由于升压变压器原副线圈匝数不变，原线圈电压不变，由知U2不变，与用户消耗功率变化无关，C错误；D．将降压变压器原副线圈及副线圈电路等效为中间线路一个电阻，由，，，联立可得当用户消耗功率增大时（R负减小），则减小，由U2不变，知输电线电流变大，输电线的总电阻两端的电压变大，根据可知，U3变小，又由可知，U4变小，D错误。故选B。32．B【详解】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。33．C【详解】由理想变压器规律得则输电线上损失的电功率为故选C。34．C【详解】A．由可知的大小与用电器的多少无关，故A错误；B．当用户的用电器增多时，的功率为因此可知当输电线上的电流为时P3功率最大，因此用电器增多功率不一定变大，故B错误；C．由可知当增大时，增大，由可知输电线上的电流减小，所以减小，故C正确；D．输电线上损失的电功率为故D错误。故选C。35．BC【详解】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P=UI，输电线上的电流增大，根据U损=I线R，U3=U2-U损可知降压变压器的输入电压U3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ΔP=I线2R，ΔP=5%P1解得I线=25A升压变压器原线圈的电流为I1==400A升压变压器的匝数比为故C正确；D．输送电流为I′==10A损失功率为ΔP′=I′2R=800W故D错误。故选BC。36．BC【详解】A．升压变压器副线圈两端的电压若用户获得的电压也为，则降压变压器的输入电压由于输电线上有电压损失，故即得A错误；B．用户端使