2024年高考物理二轮复习模型68电能输送模型（解析版）

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模型68电能输送模型

最新高考题

1.（2023年6月高考浙江选考科目）我国UOOkV特高压直流输电工程的送电端用“整流”

设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（）

A.送电端先升压再整流

B.用户端先降压再变交流

C.HOOkV是指交流电的最大值

D.输电功率由送电端电压决定

【参考答案】A

【名师解析】由于只有交流电才能通过变压器变压，所以送电端先升压在整流，

用户端先变交流电在降压，A正确B错误；特高压输电UOOkV是指直流电压，

C错误；输电功率由用户端电压决定，D错误。

2.（2023高考山东高中学业水平等级考试）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出

电压U=250V,输出功率500kW。降压变压器的匝数比黑：m=50：1,输电线总电阻/?=

62.50。其余线路电阻不计，用户端电压S=220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压

器。下列说法正确的是（）

A.发电机的输出电流为368A

B,输电线上损失的功率为4.8kW

C.输送给储能站的功率为408kW

D.升压变压器的匝数比m=1：44

【参考答案】c

【名师解析】

P

由题知，发电机的输出电压Ui=250V,输出功率500kW,则仃=7=2X1（）3A,A错

误；

由题知，用户端电压U4=220V,功率88kW,则有舁=3=殳，P'=

04A%

联立解得：A=400A,/3=8A,s=11000V

则输电线上损失的功率为P报=&R=4kW

且S=1/3+7^=H500V

U.nn.1

再根据三=’x，解得&=左，BD错误；

根据理想变压器无功率损失有P=SA+PM

代入数据有P储=408kW,C正确。

3.（2022天津学业水平选择性考试）如图所示，两理想变压器间接有电阻R,电表均为理

想交流电表，。、6接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（）

B.电压表的示数不变

C.电流表A1的示数变大

D.电流表A2的示数变小

【参考答案】BC

【命题意图】本题考查变压器、动态电路及其相关知识点。

【名师解析】

闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为小的线圈输出功率变大，匝数为勺的线圈输入功率

也变大，。、〃两端电压有效值不变，由

可知电流表A1的示数变大，根据

n

A_2

n

，21

因生•比值不变，变大，人变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；

U.n.

根据理想变压器电压比等于匝数比7TL=」

c/

2n2

可知输出电压力不变，电压表的示数不变，故B正确；

根据理想变压器电流与匝数关系可得＞=厘，-r=—

l

l«1h〃3

由于匝数均保持不变，L增大，所以，2、乙增大，故电流表人2的示数变大，故D错误。

4.（2022新高考福建卷）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为

6V,定值电阻凡=/?2=2。。，小灯泡LrL2的规格均为“6V1.8W”，理想变压器

刀、石原副线圈的匝数比分别为1：3和3：1.分别接通电路I和电路II,两电路都稳定

工作时，（）

A.L与L?一样亮

B.L?比L1更亮

C.与上消耗的功率比凡的大

D.用上消耗的功率比%的小

【参考答案】BC

【命题意图】此题考查远距离电能输送、变压器、电功率及其相关知识点。

【名师解析】

若开关接必端，则若电源电压为U。，理想变压器刀、心的匝数比为

用户电阻为R负载，输电线电阻为R导线，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电

压

U2=kU0

降压变压器初级电压

。3=。2—乙穴导线

降压变压器次级电压

K

I二-4

R负载

L=k

A

A=，2

可得输电功率为

k2U2

P输=UL=R+嬴-

八导线十长八仇载

输电线上损耗的电功率为

%线=[±R导线=f衣R导线

（%线+67?负载）

用户得到的电功率为

k2uz

百载二元一才广〒山生负载

（R导线+ZR负载）

若开关接“。端，则负载得到的功率

p一U；R

r负载—7~~―7T,八负载

（氏导线+R负载）

输电线上损耗的电功率为

%线=7p匕―vR导线

（R导线+R负载）

将R导线=凡=/?2=20C,凡％=「。=20。，k3带入可知

人视L8

可得

品载〉综载

即L2比L1更亮；

%线＜%线

R]上消耗的功率比夫2的大。故选BC。

5.（2023高考天津卷）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T1和降压变压

器T?都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（）

B.1输出功率大于12输入功率

C.若用户接入的用电器增多，则R功率降低

D.若用户接入的用电器增多，则T2输出功率降低

【参考答案】B

【名师解析】

由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率，故工输出功率大于输入功率；工输

出电压大于输入电压，故A错误，B正确：

由于输入电压不变，所以变压器工的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用

户端的等效电阻变小，则电流变大，根据扁=尸/?

可知K功率增大；故C错误；

用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，即输出功率增大，故D错误。

最新模拟题

1.（2024广东七校第一次联考）在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电

线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰

思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为U,电流为/,热耗功

率为AP；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为9AP,则除冰

时（）

A.输电电流为;/B.输电电流为9/

C.输电电压为3UD.输电电压为:U

【参考答案】D

【名师解析】根据△2=/，•

，导线上的热损失功率变为原来的9倍，电流应增加为原来的3倍，即为3/；由2=0知,

则输送电压变为g。。故选D。

2.（2024长春重点高中质检）某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为尸，输电

电压为U,输电线电阻为凡用户得到的电压为U'，则下列说法中正确的是（）

A.用户得到的功率为尸B.输电线上损失电功率为（U-Uy

R

U,2P

C.用户得到的功率为，D.输电线上损失电压为5R

R

【参考答案】BD

【名师解析】

输电线上的电流为/=，，故损失电压为

AU=IR=—R

U

用户得到的功率为

U'

p=U'I=jp

U

AC错误;

输电线上损失电功率为AP=8-U0

RR

B正确；

输电线上的电流为/=4，故损失电压为△（/=〃?=£/?

uu

D正确

3.（2023安徽六安三校联考）如图所示为远距离输电的示意图（匝数如图），升压变压器

1和降压变压器T2均为理想变压器，输电线的电阻为尸20Q,发电厂的发电机输出电压为

500V,输出功率为50kW,输电线损耗的功率是输送功率的4%,用电设备得到的电压为220V,

则（）

卫=丝

B.

nA1

C.发电机的输出电压不变，输出功率变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大

D.发电机的输出功率不变，输出电压变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大

【参考答案】AD

【名师解析】

由题意知，输电线损耗的功率

P,a=50kWx0.04=2000W

则输送电流

h==10A

发电机输出的电流

/i=-=100A

因此

.=A=1

%一人一10

选项A正确；

根据变压比可知，输送电压为。2=500()V,输电线上损失的电压

U城=/2，=200V

因此降压变压器输入电压

S=C/2-U*!=4800V

2240

则ZF

选项B错误;

输送电流，2=或=函

则输电线上损耗的功率与输送功率的比值为

/；rnfPr

~P~

即发电机的输出电压不变，输出功率变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变小;

发电机的输出功率不变，输出电压变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大，则

选项C错误，D项正确。

4.（2023山东泰安模拟）.如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压

器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器，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,输电线路总电阻尸20。，则下列说法

正确的是（）

A.甲是电流互感器，乙是电压互感器

B.线路上损耗的功率为320W

C.用户得到的电功率为3392kW

D.用电设备增多，降压变压器输出电压S变大

【参考答案】C

【名师解析】

互感器甲的原线圈并联在升压变压器副线圈两端，是电压互感器，互感器乙的原线圈串联在

输电线电路中，是电流互感器，故A错误;

电流表的示数为4A,电流互感器乙原、副线圈的匝数比为1:20,可知输电线上的电流为

/2=8OA,输电线路总电阻r=20Q，则有输电线路上损耗的功率为

辱==802x20W=128000W=128kW

故B错误；

电压表的示数为220V,电压互感器A的原、副线圈的匝数比为200:1,可知升压变压器

副线圈两端电压为S=44000V,则升压变压器的输出功率为

P2=U2I2=44000x80W=3520000W=3520kW

则有升压变压器的输入功率为3520kW,用户得到的功率为3392kW,故C正确；

用电设备增多，降压变压器副线圈回路的电流增大，则输电线上的电流增大，输电线上的电

压降增大，降压变压器的输入电压S变小，降压变压器输出电压S变小，D错误。

5.（2023辽宁教研联盟二模）有一台内阻为In的发电机，给一个学校照明供电，如图所示,

力、乃分别为理想的升压变压器和降压变压器，升压变压器匝数比为1：4,降压变压器匝

数比为4：I,5与4之间输电线的总电阻为10C。全校共有22个班，每班有220V、40W

的日光灯6只，若保证灯管全部正常发光，则（）

r2

A.输电线上的电流为8A

B.输电线上的损失电压为240V

C.发电机的电动势为259V

D.发电机的输出功率为5280W

【参考答案】C

【名师解析】

,Pn22x6x40Wc-

22个班电灯都正常工作时，则干路的总电流为，=广=一另次;一=24A

0额

理想变压器原副线圈电流与而数成反比，故输电线上的电流为人=也=6人，A错误;

输电线上损失的电压为△0=AR=60V,B错误:

Un

理想变压器原副线圈电压与匝数成正比，可得法3二」3

S4

n4

解得72的原线圈两端的电压为5==；x220V=880V

故工的副线圈两端的电压为=/+△〃=880V+60V=940V

Tn,,,940V

（原线圈两端的电压为4=’&=—=235V

n24

［的原线圈的电流为4=H=g=24A

勺n,

根据闭合电路的欧姆定律，发电机电动势E=UI+/J=259V,C正确;

发电机输出功率为烯=5640W,D错误。

6.（2023福建南平政和一中质检）如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出

电压恒定，输电线路的电阻不变，当用电高峰到来时（）

A.输电线上损失的功率增大

B.电压表Vi的示数减小，电流表Ai的示数增大

C.电压表V2的示数增大，电流表A2的示数减小

D.用户功率与发电厂输出功率的比值减小

【参考答案】AD

【名师解析】

当用电高峰到来时，用户消耗的功率变大，则降压变压器副线圈的电流变大，即电流表A2

的示数变大，由于匝数比不变，输电线上的电流/随之变大，Al的示数增大，输电线上损失

的功率AP=/2%变大，A正确；因发电厂的输出电压S恒定，则升压变压器的副线圈两

端的电压S不变，即电压表Vi的示数不变，故B错误;

输电线上的电压损失&u=IR线,变大，故降压器原线圈两端的电压减小，副线圈两端的

电压也减小，即电压表V2的示数减小，C错误；

设电厂输出功率为P,输电线上电流为/,用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值

P-\P,I2RMJ

-------=]------11--------

PU21u2

因为输电线上的电流/增大，则电压损失AU增大，S不变，所以用户消耗的功率与发电厂

输出功率的比值减小，D正确。

7.（2023重庆信息联考卷3）如图所示是远距离输电的示意图，远距离输电要采用高压输

电，输电电压330kV、550kV乃至750kV的线路，称为超高压输电线路，输电交流电压为

1000kV（直流电压为±800kV）及以上的线路，称为特高压输电线路.我国已实现大功率

的远距离输电，构建了大规模“西电东送”“北电南送”的能源配置格局，2018年，我国开始建

造世界上容量最大的特高压多端直流输电工程.下列说法正确的是（）

A.远距离输电的输送电压指升压变压器原线圈端电压

B.远距离输电的输送电压可以无限制地提高

C.远距离输电的输送电流指一次高压变电站副线圈的电流

D.特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输电

【参考答案】D

【名师解析】

远距离输电的输送电压指升压变压器副线圈端电压，故A错误；

不能无限制提高电压，电压越高对输电线路绝缘的要求越高，线路修建费用越高，故B错

误；

远距离输电的输送电流指二次高压变电站副线圈的电流，故C错误；

为了增加输电效率，特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输，故D正确.

8.（2023天津南开二模）”张北的风点亮北京的灯”深刻体现了2022年北京冬奥会的“绿

色奥运”理念。张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再

输向北京、延庆、张家口三个赛区。现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路向北京

赛区某场馆1万个额定电压为220V、额定功率为11W的LED灯供电。当发电机输出如图

乙所示的交变电压时，赛区的空LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为赛

区获得总功率的4%,输电导线的等效电阻为R=则下列说法正确的是（）

2

20x/O2

小型风力

发电机。。25

-220

A.风力发电机的转速为50r/s

B.风力发电机lh内输出的电能为110kW-h

C.降压变压器原、副线圈匝数比为25:1

D.升压变压器副线圈输出的电压的有效值为5720V

【参考答案】ACD

【名师解析】

由图乙可知该交流电的周期为T=0.02s

所以风力发电机的转速为n=—!—r/s=50r/s,故A正确；

0.02

风力发电机输出功率/]=104xllx（l+4%）W=114.4KW,故B错误;

输电线上损耗的功率为AP=104x11x4%W=4400W

由AP=/2R可得

4

rP.llxlOW

降压变压器副线圈电流IA=­=500A

U4220V

U=25,故C正确;

所以降压变压器原、副线圈匝数比为

降压变压器原线圈电压=5500V

%

输电线上损耗的电压为△0=〃?=220V

所以升压变压器副线圈输出的电压的有效值为U2=t/3+At/=5720V,故D正确

9.(2023四川二诊)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出功率

为100kW,输出电压为4=5(X)0sin1(X)MV),输电导线的总电阻为1()0,导线上损耗的

电功率为4kW,要使额定电压为220V的用电器正常工作，不计变压器损耗，则下列判断正

确的是()

升压变压器降压变压器

A.U=5000V,用电器得到的交流电频率为50Hz

B.升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为1:10和240:11

C.若用电器功率变大，则输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

D.若用电器功率变大，升压变压器的输出电压力增大

【参考答案】BC

【名师解析】由输出电压表达式可知

=50072V=5OQV

0

用户得到的交流电频率为/=l^Hz=50Hz,A错误；

升压变压器原线圈电流为L=务=200A

根据扁=

输电电流为A=20A

升压变压器原、副线圈的匝数比为四：%=4：4=1:10

升压变压器输出电压为5=%G=5000V

降压变压器原线圈电压为q=a-//=48OOV

降压变压器原、副线圈的匝数比为4：%=q：a=240：ll,B正确；

若用电器功率变大，则用户端电流变大，输电电流变大，损失功率占总功率的比为

I}Rl2R

可知，升压变压器输出电压与发电机输出电压和升压变压器匝数比有关，则S不变，输电

线上损耗的功率占总功率的比例增大，C正确，D错误。

10.（2023云南昆明一中第9次质检）图甲为远距离输电示意图，发电站发出的电通过升压变

压器升压，经过电线远距离传输后，再通过降压变压器降压后输入用户。已知升压变压器原、

副线圈匝数比为1：1（X）,降压变压器原、副线圈匝数比为100:1,升压变压器原线圈输入电

压如图乙所示，用户端连接的电灯额定功率均为100W,电阻均为484。，变压器均为理

想变压器，当用户接入1100盏电灯时电灯均正常发光，则（）

甲

A.发电机的输出功率为UOkW

B.远距离输电线的总电阻为600Q

C.随着用户数量的增加，电灯的亮度会变暗

D.随着用电量的增加，损耗的电能与电站输出的总电能之比越来越小

【参考答案】BC

【名师