145电能输送（原卷版）-2024高考一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲第14章交变电流、传感器、电磁波第14.5讲电能输送【知识点精讲】一、电能的输送如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电线总电阻为R。1．输出电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(P′,U′)＝eq\f(U－U′,R)。2．电压损失ΔU＝U－U′＝IR。3．功率损失ΔP＝P－P′＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)R。4．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R。由R＝ρeq\f(l,S)知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。【温馨提示】采用该种方法效果有限，因为加大输电线的横截面积会增加材料的使用量，而且输电线的重力增大给架设线路带来困难。(2)减小输电线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。二、电压互感器和电流互感器的比较电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在交流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2【方法归纳】分析远距离输电问题的三个“关键”1．理清三个回路2．抓住两个联系(1)回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2。(2)回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4。3．明确三个重要关联式(联系两个变压器的纽带)(1)功率关联式：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔUI线＝I线2R线＝eq\f(ΔU2,R线)。(2)电压关联式：U2＝ΔU＋U3。(3)电流关联式：I2＝I线＝I3。【最新高考题精练】1．（2023年6月高考浙江选考科目）我国1100kV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．1100kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定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U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4=50：1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=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4.8kWC.输送给储能站的功率为408kW D.升压变压器的匝数比n1：n2=1：443.（2023高考天津卷）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器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（）A.输出电压与输入电压相等B.输出功率大于输入功率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，则输出功率降低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，定值电阻，小灯泡、的规格均为“”，理想变压器、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.与一样亮 B.比更亮C.上消耗的功率比的大 D.上消耗的功率比的小【最新模拟题精练】1．(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r=20Ω，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320WC.用户得到的电功率为3392kWD.用电设备增多，降压变压器输出电压U4变大2.（2023辽宁教研联盟二模）有一台内阻为1n的发电机，给一个学校照明供电，如图所示，T1、T2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4：1，T1与T2之间输电线的总电阻为10Ω。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（）A.输电线上的电流为8AB.输电线上的损失电压为240VC.发电机的电动势为259VD.发电机的输出功率为5280W。3.（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V1的示数减小，电流表A1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4.（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）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5.（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、额定功率为的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。则下列说法正确的是（）A.风力发电机的转速为B.风力发电机内输出的电能为C.降压变压器原、副线圈匝数比为D.升压变压器副线圈输出的电压的有效值为6.（2023四川成都七中二诊）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，输电导线的总电阻为，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（）A．，用电器得到的交流电频率为50HzB．升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为和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增大。7.(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，降压变压器原、副线圈匝数比为，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，电阻均为，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（）A.发电机的输出功率为B.远距离输电线的总电阻为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8.（2023广东实验中学三模）我国是全球唯一掌握超特高压直流输电技术的国家。下图是特高压直流输电系统的模拟图（只显示变压与传输部分），则以下说法正确的是（）A.题中描述的“特高压直流输电”，说明变压器可以直接对直流电进行变压作用B.变压器在升压过程中频率随着电压的增大而升高C.在输电功率一定条件下，输电电压提高十倍，线路损耗功率将降低为原来的一百分之一D.在上图中，用户接入电路的用电器越多，流过的电流越大，由匝数比等于电流的反比可知，流过电阻的电流变小9.(2023天津一中质检)如图所示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k，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，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。下列说法正确的是（）A.电压表的示数不变，电压表的示数增大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10.（2023辽宁鞍山一模）疫情期间，为保障医院用电安全，供电部门专门为医院ICU病房区设计供电系统以及输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积S=0.25m2，匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OOʹ以3000转/分的转速匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5:1，降压变压器的副线圈接入到病房区供电，两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器。医院有五间标准ICU病房，病房内医疗设备额定工作电压均为U=220V，每间病房的最大功率为P=4400W。当五间病房均满负荷工作时（）A.输电线上损失的电压为500VB.匀强磁场B的大小为C.升压变压器原、副线圈匝数之比1:6D.该供电系统的输电效率为80%11.（2023辽宁大连金州高中三模）交流发电机的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数之比为n，输电导线电阻为r，用户的工作电压为U。下列说法正确的是（）A.mn=1 B.mn>1C.输电线上损失的功率为 D.输电线上损失的功率为12.（2023浙江名校联考）如图为远距离输电的示意图。升压变压器的原副线圈匝数比为，输电线总电阻为R，不计升压变压器和降压变压器的各种损耗，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使输电线损失的功率增加了ΔP。下述正确的是（）A.是由于用户端消耗的总功率减小的缘故B.电流表A1、A2的示数均增大C.电流表A1的示数必定增加了D.发电机