2024-2025学年下学期高二物理人教版同步经典题精练之电能的输送

第39页（共39页）2024-2025学年下学期高中物理人教版（2019）高二同步经典题精练之电能的输送一．选择题（共5小题）1．（2024秋•汕头期末）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（）A．该充电器的最大输出功率为1440W B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为1：20 C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V2．（2024秋•温州期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为4.4×109W时，下列说法正确的是（）A．直流输电线上的电流为8×103A B．降压变压器的原副线圈匝数比大于2：1 C．直流输电线上损失的功率为1.6×107W，损失的电压为40kV D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为6.4×108W3．（2024秋•西安期末）贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3：n4＝130：1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（）A．每个周期内电流方向改变1次 B．发电机线圈转动频率为100Hz C．发电机的输出电流为2502A D．输电线总电阻R为28Ω4．（2024秋•银川校级期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（）A．升压变压器的匝数比为1：100 B．升压变压器副线圈电压为5kV C．输电线上的电流为100A D．降压变压器的输入电压为4700V5．（2024秋•浙江月考）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为H＝15m，涨潮时水库最高水位h1＝10m，退潮水库最低水位h2＝6m，发电机日平均发电量为4.8×104kW•h，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．涨潮时水库水重心上升4m B．发电机的功率为4×103kW C．该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10m2 D．若采用U＝200kV的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5%二．多选题（共4小题）（多选）6．（2023秋•陕西期末）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且n1：n2＝n4：n3，当用户数量增加后，下列表述正确的是（）A．用户的总电阻减小 B．输电线的损耗功率减小 C．升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值 D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率（多选）7．（2024•烟台二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U＝6V，定值电阻为R＝20Ω，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原、副线圈的匝数比为n1n2=k1A．k1和k2的乘积小于1 B．k1越大电路的输电效率越高 C．若k2＝6，则R上消耗的功率为0.2W D．若k2＝6，则变压器T1的输出电压为38V（多选）8．（2023秋•张家口期末）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端的额定电压U0＝220V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝50：1，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户端在正常情况下消耗的总功率P0＝11kW，下列说法正确的是（）A．发电厂的输出功率为11kW B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：111 C．用户增加时，用户得到的电压减小 D．用户增加时，输电线上的损失功率减小（多选）9．（2023秋•武威期末）在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW。下列说法正确的是（）A．输电电流为222B．输电电流为44A C．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小 D．若改用特高压输电，则输电效率减小三．填空题（共3小题）10．（2024春•庐江县期中）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1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为，输电线损失的功率为。11．（2024•浦东新区校级模拟）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P＝1000kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为R线＝16Ω，在用户处的降压变压器输出电压U4＝220V。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，则降压变压器的匝数比，用户得到的电流。12．（2023春•龙岩期末）我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的倍。四．解答题（共3小题）13．（2024秋•哈尔滨期末）如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。（1）求输电线上的电流I2；（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。14．（2024秋•城关区校级期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，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5：1，输电线的总电阻为r＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：（1）降压变压器副线圈中的电流的大小？（2）输电线上损失的功率的大小？（3）升压变压器的输入电压的大小？15．（2023秋•韩城市期末）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压是220V，长距离输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）长距离输电线上的电流多大；（2）升压变压器原副线圈匝数比以及降压变压器原副线圈匝数比。

2024-2025学年下学期高中物理人教版（2019）高二同步经典题精练之电能的输送参考答案与试题解析题号12345答案DDDBD一．选择题（共5小题）1．（2024秋•汕头期末）图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（）A．该充电器的最大输出功率为1440W B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为1：20 C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系；理想变压器两端的功率关系；理想变压器两端的频率关系．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据P＝UI计算；根据变压规律计算；根据输入功率等于输出功率计算；根据最大值和有效值的关系计算。【解答】解：A．该充电器的最大输出功率为Pm＝UI＝11V×6A＝66W，故A错误；B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时副线圈电压为11V，原副线圈的匝数之比为U1U2C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，即原线圈电压100V，副线圈电压为5V，电流为2A，则U1I1＝U2I2可得原线圈中的电流有效值为I1＝0.1A，故C错误。D．充电器输入最大电压为240V有效值交流电，对应峰值为2402V≈339.4V，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了变压器的变压规律，以及交流电的有效值和最大值的关系。2．（2024秋•温州期末）我国已投产运行的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为4.4×109W时，下列说法正确的是（）A．直流输电线上的电流为8×103A B．降压变压器的原副线圈匝数比大于2：1 C．直流输电线上损失的功率为1.6×107W，损失的电压为40kV D．若保持输送电功率不变，改用550kV输电，直流输电线上损失的功率为6.4×108W【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据P＝UI计算；先计算出降压变压器的输入电压，然后根据变压比计算；根据P损＝I2R计算损失的功率，根据U损＝IR计算损失的电压；先计算出改变输送电压后的输电电流，然后计算即可。【解答】解：A、直流输电线上的电流为I=PU=B、降压变压器的输入电压为U3=U-IRC、直流输电线上损失的功率为P损＝I2R＝（4×103）×10W＝1.6×108W，损失的电压为U损＝IR＝4×103×10V＝40kV，故C错误；D、保持输送电功率不变，改用550kV输电，则输电线上的电流为I‘=PU'=4.4×109550×103A=8×103A，则输电线上损失的功率为P损'＝I'故选：D。【点评】能够根据P＝UI计算出输电线上的电流是解题的关键。3．（2024秋•西安期末）贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3：n4＝130：1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4＝220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（）A．每个周期内电流方向改变1次 B．发电机线圈转动频率为100Hz C．发电机的输出电流为2502A D．输电线总电阻R为28Ω【考点】远距离输电的相关计算；交变电流的u﹣t图像和i﹣t图像；变压器的构造与原理．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】D【分析】正弦式交变电流每个周期内电流方向改变2次；根据图像得到交变电流的周期，根据周期与频率的关系求解交流电的频率，发电机线圈转动频率等于交流电的频率；根据图像得到交变电流电压的峰值，进而求解有效值，根据P＝UI求解发电机的输出电流；根据P＝UI求解用户端电流，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比求解输电线上的电流，根据功率公式求解输电线上的电阻。【解答】解：A、正弦式交变电流每个周期内电流方向改变2次，故A错误；B、由图像得，交变电流的周期T＝0.02s频率为f=1T=则发电机线圈转动频率为50Hz，故B错误；C、由图像得，发动机输出电压的峰值Um＝30002V有效值为U1=Um2发电机的输出电流为I1=PU1故C错误；D、用户端电流为I4=P'U理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比，有：I代入数据解得：I3＝50A输电线上损耗的功率为P损＝P﹣P′＝1500kW﹣1430kW＝70kWP损=I代入数据解得：R＝28Ω故D正确。故选：D。【点评】本题考查正弦式交变电流、远距离输电和理想变压器，解题关键是掌握正弦式交变电流规律，知道理想变压器的变压规律，结合功率公式求解即可。4．（2024秋•银川校级期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（）A．升压变压器的匝数比为1：100 B．升压变压器副线圈电压为5kV C．输电线上的电流为100A D．降压变压器的输入电压为4700V【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．【专题】应用题；定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力．【答案】B【分析】根据输电线上损耗的功率，结合P损＝I2R求出输电线上的电流；根据输出功率和输出电压得出升压变压器原线圈的电流，从而得出升压变压器的匝数之比。结合输电线上的电压损失求出降压变压器的输入电压。【解答】解：AC、根据P损＝0.6%P=I22R得输电线上损失的功率为：P损＝300W，输电线上的电流为：I2＝10A．升压变压器原线圈的输入电流为：I1=PUB、由AC分析知，升压器线圈的匝数比为1：10，所以其副线圈输出电压U2=nD、输电线上损失的电压为：ΔU＝I2R＝10×3V＝30V，升压变压器的输出电压为：U2＝10U1＝5000V，则降压变压器的输入电压为：U3＝U2﹣ΔU＝5000﹣30＝4970V．故D错误。故选：B。【点评】解决本题的关键知道：1、变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。5．（2024秋•浙江月考）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为H＝15m，涨潮时水库最高水位h1＝10m，退潮水库最低水位h2＝6m，发电机日平均发电量为4.8×104kW•h，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．涨潮时水库水重心上升4m B．发电机的功率为4×103kW C．该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10m2 D．若采用U＝200kV的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5%【考点】远距离输电的相关计算．【专题】定量思想；推理法；功能关系能量守恒定律；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据涨潮和退潮时水位差，可知水位重心的变化高度；由发电机日均发电量，可计算发电机的功率；由发电机的日均发电量及发电机总效率，可计算水的重力势能减小量，即可计算发电机所圈占的海湾面积；由发电机功率及直流电电压，可计算通过输电线路的电流，即可知输电线上损耗的电功率，可计算线路上损耗功率占输电总功率的百分比。【解答】解：A、根据涨潮和退潮时水位差，可知水位重心的变化高度为h1-hB、由发电机日均发电量，可知发电机的功率为P=WtC、由发电机的日均发电量及发电机总效率，可知水的重力势能减小量为：4ΔEp=Wη，而水的重力势能减小量为：ΔEp=ρS(hD、由发电机功率及直流电电压，可知通过输电线路的电流I=PU，即可知输电线上损耗的电功率P损=I2故选：D。【点评】本题考查电能的转化及输送相关问题，涉及功率、重力势能、效率、质量密度公式等内容，从能量守恒出发，即可解决问题。二．多选题（共4小题）（多选）6．（2023秋•陕西期末）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且n1：n2＝n4：n3，当用户数量增加后，下列表述正确的是（）A．用户的总电阻减小 B．输电线的损耗功率减小 C．升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值 D．用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率【考点】远距离输电的相关计算．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】AC【分析】由并联电阻关系分析，用户消耗的总电功率增加，知输电线中的电流增大，输电线路存在电压损耗以及功率损耗，据此分析。【解答】解：A．由并联电阻关系知1R随着用户增多，1R总增加，则R总减小，故B．用户数量增加后，用户消耗的总电功率增加，所以降压变压器副线圈中的电流增加，根据I3可知输电线中的电流增大，所以输电线的损耗功率P损增大，故B错误；C．由原副线圈电压与线圈匝数的关系可知U3U4解得U2=n根据输电线电压关系知U2＝U3+U线所以U2＞U3升压变压器副线圈电压的有效值大于降压变压器原线圈电压的有效值，故C正确；D．由于用户消耗的总电功率增加，输电线路上的电流增大，输电线损失的功率变大，所以用户端变化的功率小于升压变压器变化的功率。D错误；故选：AC。【点评】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。（多选）7．（2024•烟台二模）某实验小组利用如图所示的电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U＝6V，定值电阻为R＝20Ω，小灯泡L的规格为“6V3.6W”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率工作，此时理想变压器T1原、副线圈的匝数比为n1n2=k1A．k1和k2的乘积小于1 B．k1越大电路的输电效率越高 C．若k2＝6，则R上消耗的功率为0.2W D．若k2＝6，则变压器T1的输出电压为38V【考点】远距离输电的相关计算．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】ACD【分析】根据变压比和升压变压器的输出电压与降压变压器的输入电压关系计算；根据变压比可知，k1越大T1输出的电压U2越低，输电电流越大，据此分析；根据灯泡的电流结合变流比计算出输电线上的电流，进而得到输电线损失的功率；根据变压比和升压变压器的输出电压与损失电压和降压变压器的输入电压之间的关系计算即可。【解答】解：A．由于两个变压器之间的输电线电阻R上会有电压降，理想变压器T1输出电压等于T2对应的输入电压与R上电压降之和，设输电线上损失的电压为UR，则有匝数比满足n1n3由于U1＝U4＝6V，则有k1k2B．根据变压规律可知k1越大T1输出的电压U2越低，则T2输出电压越低，要使灯泡以额定功率正常工作，则需要输电线上的电流越大，则输电线损失的电功率越大，电路的输电效率越低，故B错误；C．对变压器T2，根据变流比可知输出电流与输入电流的比值满足I对灯泡则有I若k2＝6，则R上电流I3为0.1A，其消耗的电功率PR=ID．若k2＝6，则有UU3则变压器T1的输出电压为U2＝U3+I3R＝36V+0.1×20V＝38V，故D正确。故选：ACD。【点评】掌握变压器的变压规律和变流规律，知道理想变压器T1输出电压等于T2对应的输入电压与R上电压降之和是解题的关键。（多选）8．（2023秋•张家口期末）如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为r＝100Ω，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端的额定电压U0＝220V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝50：1，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户端在正常情况下消耗的总功率P0＝11kW，下列说法正确的是（）A．发电厂的输出功率为11kW B．升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：111 C．用户增加时，用户得到的电压减小 D．用户增加时，输电线上的损失功率减小【考点】远距离输电的相关计算．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．【答案】BC【分析】A.根据理想变压器的电压关系和输电线上的功率损失分析作答；B.根据功率公式求解用户端的电流，根据理想变压器电流与匝数比的关系求解输电线上的电流，根据欧姆定律求解输电线上的电压损失；根据交变电流有效值与最大值的关系求解升压变压器原线圈两端电压，再根据理想变压器电压与匝数比的关系以及电压关系求解作答；C.用户增加时，用户端总电阻减小，电流I4增大，据此分析输电线上的电流变化，电压的损失情况，然后分析降压变压器原、副线圈电压的变化；D.根据输电线上的电流变化，分析输电线上功率损失的情况。【解答】解：A．对于理想的升压变压器P1＝P2降压变压器P3＝P0＝11kW根据功率关系，发电厂的输出功率P1＝ΔP+P0＞11kW，故A错误；B.根据功率公式，用户端总电流I根据理想变压器电流与匝数比的关系n代入数据解得I3＝1A根据功率关系和功率公式P3＝U3I3代入数据解得U3＝11000V升压变压器副线圈两端的电压U2＝U3+I3r＝11000V+1×100V＝11100V升压变压器原线圈两端电压U根据理想变压器电压与匝数比的关系，升压变压器原、副线圈的匝数比为n故B正确；C．用户增加时，用户端总电阻减小，电流I4增大，因此输电线路中的电流I3增大；输电线路的电压损失ΔU＝I3r增大由于U2不变，则降压变压器原线圈两端电压U3＝U2﹣ΔU减小，因此U4减小，即用户端的电压减小，故C正确；D．根据功率公式输电线路上的功率损失P损=I32r，用户增加时，输电线上的电流故选：BC。【点评】本题主要考查理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系，掌握欧姆定律，功率公式的运用；理解输电线上的电压损失与功率损失，掌握理想变压器动态变化的分析方法。（多选）9．（2023秋•武威期末）在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW。下列说法正确的是（）A．输电电流为222B．输电电流为44A C．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小 D．若改用特高压输电，则输电效率减小【考点】远距离输电的相关计算；电功和电功率的计算；变压器的构造与原理．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；理解能力．【答案】BC【分析】远距离输电的输送电压指升压变压器副线圈端电压；输送电能的要求为：可靠、保质、经济，高压输电电压不是越高越好；远距离输电的输送电流指一次高压变电站原线圈的电流；特高压远距离输电可以采用交、直流结合的方式输电。【解答】解：AB、用110kV的电压进行远距离输电，输送总功率为4840kW，输电电流：I=PU=4840×103110×10C、若改用特高压输电，则输电电流减小，根据ΔP＝I2R线，可知输电线上损耗的功率减小，故C正确；D、若改用特高压输电，输电线上损耗的功率减小，则输电效率提高，故D错误。故选：BC。【点评】本题考查了远距离输电的相关问题，关键理解远距离输电原理，同时还要注意远距离输电也应该与实际情况相结合。三．填空题（共3小题）10．（2024春•庐江县期中）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1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为5280W，输电线损失的功率为144W。【考点】远距离输电的相关计算；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；变压器的构造与原理．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】5280W；144W。【分析】根据用户端所有灯泡消耗的电功率得出降压变压器的输出功率，根据P＝UI求出降压变压器副线圈的电流，结合电流比等于匝数之反比求出输电线上的电流，根据输电线上的功率损失，抓住降压变压器的输入功率求出发电机的输出功率。【解答】解：要保证全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为P4＝nUI＝40×6×22W＝5280W全部电灯正常发光，则降压变压器输出电压为U4＝220V根据匝数比U3U3＝880V输入功率P3＝P4＝5280W所以输电线上的电流为I2=I输电线上损失的电压为U′＝I2R＝6A×4Ω＝24V输电线上损失的功率为P′＝U′I2＝24V×6A＝144W故答案为：5280W；144W。【点评】解决本题的关键知道：1、原副线圈电压比、电流比与匝数比之间的关系；2、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率之间的关系；3、升压变压器的输出电压、电压损失和降压变压器的输入电压之间的关系。11．（2024•浦东新区校级模拟）为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P＝1000kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻为R线＝16Ω，在用户处的降压变压器输出电压U4＝220V。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，则降压变压器的匝数比960：11，用户得到的电流4364A。【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】960：11；4364A【分析】根据输电线上损耗的功率，由电功率公式求输电线上的电流；根据能量守恒定律可知降压变压器副线圈得到的功率，由电功率公式求用户得到的电流；再根据理想变压器原副线圈的电流与线圈匝数的关系求匝数比。【解答】解：根据输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，可得：4%P＝I线2R线已知：P＝1000kW＝1×106W，R线＝16Ω代入数据解得：I线＝50A根据能量守恒定律可知降压变压器副线圈得到的功率为：P4＝96%P＝1×106W×96%＝9.6×105W降压变压器副线圈的电流，即用户得到的电流为I4=P根据理想变压器原副线圈的电流与线圈匝数的关系，可得降压变压器的匝数比为n3：n4＝I4：I3解得：n3：n4＝960：11故答案为：960：11；4364A【点评】解题时要抓住理想变压器的功率关系、电压和电流特点；由于输电线电阻的存在，输电线上有电压损失和功率损失。12．（2023春•龙岩期末）我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的12倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的14【考点】远距离输电的相关计算．【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】12；【分析】应用电功率公式求出输电流的变化情况，然后应用电功率公式分析答题。【解答】解：在功率不变时，由P＝UI知，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的12若输电线不变，则输电线上损失的电压ΔU＝Ir变为原来的1输电线上损失的功率ΔP＝I2r因此输电线上损失的功率变为原来的1故答案为：12；【点评】知道远距离输电的原理与输电过程是解题的前提，根据题意应用电功率公式即可解题。四．解答题（共3小题）13．（2024秋•哈尔滨期末）如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。（1）求输电线上的电流I2；（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。【考点】远距离输电的相关计算；变压器的构造与原理．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】（1）输电线上通过的电流是25A；（2）降压变压器的匝数比为190：11【分析】（1）根据输电损失功率公式P损=I2（2）由输送功率P＝UI计算输送电压U2；降压变压器的输入电压：U3＝U2﹣I2R；由电压与匝数成正比和电压分配关系计算匝数之比。【解答】解：（1）由P损＝I2R2，输电线上的电流：I2=P损R=（2）升压变压器的输出电压：U2=PI2=降压变压器的输入电压：U3＝U2﹣I2R＝4000V﹣25×8V＝3800V降压变压器的匝数比为：n3：n4＝U3：U4＝3800：220＝190：11答：（1）输电线上通过的电流是25A；（2）降压变压器的匝数比为190：11。【点评】本题关键是结合变压器的变压比公式和功率损耗的公式ΔP＝I2R列式求解，基础问题14．（2024秋•城关区校级期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，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5：1，输电线的总电阻为r＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：（1）降压变压器副线圈中的电流的大小？（2）输电线上损失的功率的大小？（3）升压变压器的输入电压的大小？【考点】远距离输电的相关计算．【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．【答案】（1）降压变压器副线圈中的电流的大小为36A；（2）输电线上损失的功率的大小为1296W；（3）升压变压器的输入电压的大小为256V。【分析】（1）根据功率公式计算；（2）根据变压器的变流比计算出输电线上的电流，然后根据P＝I2r计算；（3）先计算出降压变压器的输入电压和输电线上的损失电压，然后得到升压变压器的输出电压，进而可得升压变压器的输入电压。【解答】解：（1）降压变压器副线圈中的电流为I4解得I4＝36A（2）降压变压器原线圈的电流为I3所以输电线上损失的功率为ΔP=代入数据解得ΔP＝1296W（3）降压变压器原线圈的电压为U3输电线上损失的电压为ΔU＝I3r升压变压器的输出电压为U2＝U3+ΔU则升压变压器的输入电压为U1解得U2＝256V答：（1）降压变压器副线圈中的电流的大小为36A；（2）输电线上损失的功率的大小为1296W；（3）升压变压器的输入电压的大小为256V。【点评】掌握升压变压器的输出电压和降压变压器的输入电压之间的关系，以及通过变流比计算出输电线上的电流是解题的关键。15．（2023秋•韩城市期末）风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压为250V，用户需要的电压是220V，长距离输电线电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）长距离输电线上的电流多大；（2）升压变压器原副线圈匝数比以及降压变压器原副线圈匝数比。【考点】远距离输电的相关计算；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系．【专题】计算题；定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力．【答案】（1）长距离输电线上的电流是20A。（2）升压变压器原副线圈匝数比是1：20，降压变压器原副线圈匝数比是240：11。【分析】（1）根据输电损失的功率应用电功率公式求出输电电流。（2）根据电功率公式求出升压变压器输入电流，根据理想变压器的变流比求出升压变压器的匝数比；根据理想变压器的变压比求出升压变压器的输出电压，应用欧姆定律求出损失的电压，再求出降压变压器的输入电压，最后求出降压变压器匝数比。【解答】解：（1）输电线损失的功率P输出×4%=I2代入数据解得：I2＝20A（2）原线圈中输入电流大小为I所以升压变压器原副线圈匝数比为n由理想变压器的变压比U1U2=n1n降压变压器的输入电压U3＝U2﹣U线＝5000V﹣20×10V＝4800V所以降压变压器原副线圈匝数比为n答：（1）长距离输电线上的电流是20A。（2）升压变压器原副线圈匝数比是1：20，降压变压器原副线圈匝数比是240：11。【点评】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比，电流比等于匝数之反比，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，以及功率的关系。

考点卡片1．电功和电功率的计算【知识点的认识】1.电功的计算公式：W＝qU＝UIt2.电功率的计算公式：P=W3.如果是纯电阻电路，电流做的功完全用来发热，则有W＝qU＝UIt＝I2Rt=UP＝UI＝I2R=U【解题思路点拨】四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“6V6W”，RB、RD的规格为“6V12W”。将该电路接在输出电压U＝11V的恒压电源上，则（）A、RA的功率最大，为6WB、RB的功率最小，为0.67WC、RC的功率最小，为1.33WD、RD的功率最大，为12W分析：根据P=U2R求出每个电阻值，根据欧姆定律求出电路总电流，进而求出每个并联电阻两端的电压，根据P＝I2R和解答：由P=U2R知，RA＝RC=U12P1=626Ω＝6电阻B和C并联的电阻RBC=RBRC则电路的总电流I=UR=则并联电阻两端电压UBC＝IRBC＝1×2V＝2V则RA的功率为PA＝I2RA＝12×6W＝6WRB的功率为PB=UBC2RC的功率为PC=UBC2RD的功率为PD＝I2RD＝12×3W＝3W由此可知：RA的功率最大，为6WRC的功率最小，为0.67W故A正确，BCD错误；故选：A。点评：本题考查闭合电路的欧姆定律以及电阻功率的求法。注意并联电阻的求解，以及求功率时，串联电路常用P＝I2R而并联电路常用P=U【解题思路点拨】根据具体的电路，电功和电功率的计算有很多公式可选，要先具体分析电路条件，选择出合适的公式，进而计算电功或电功率。2．闭合电路欧姆定律的内容和表达式【知识点的认识】1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比跟内、外电路的电阻之和成反比。2.表达式：I=ER+r，E表示电动势，I表示干路总电流，3.闭合电路中的电压关系：闭合电路中电源电动势等于内、外电路电势降落之和E＝U外+U内。4.由E＝U外+U内可以得到闭合电路欧姆定律的另一个变形U外＝E﹣Ir。【命题方向】在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（）A、如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B、如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C、如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D、如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量分析：闭合电路里，电源的电动势等于内电压与外电压之和．外电压变化时，内电压也随之变化，但电源的电动势不变．解答：A、如外电压增大，则内电压减小，电源电动势保持不变。故A错误。B、如外电压减小，内电阻不变，内电压将增大，电源电动势保持不变。故B错误。C、如外电压不变，则内电压也不变。故C错误。D、根据闭合电路欧姆定律得到，电源的电动势等于内电压与外电压之和，如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势保持恒量。故D正确。故选：D。点评：本题要抓住电源的电动势是表征电源的本身特性的物理量，与外电压无关．【解题思路点拨】闭合电路的几个关系式的对比3．交变电流的u-t图像和i-t图像【知识点的认识】1.用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图（e）、（f）所示．2.可以直接或间接从图像上读取的物理量有：任意时刻的电压或电流、交变电压或电流的最大值、交变电压或电流的周期、可以求出交变电流或电压的角频率（线圈转动的角速度）、交变电压或电流的表达式、交变电压或电流的有效值等。【命题方向】图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动．从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是（）A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左分析：由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向．解答：A、由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=102A，周期T＝0.02s，由于电流表的示数为有效值，故示数I=IB、角速度=2πT=100πC、0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；D、由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误．故选AC．点评：本题是2013年的高考题，考查的知识点较多，难度不大．【解题方法点拨】解决交变电流图象问题的三点注意（1）只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．（2）注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积．（3）在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解．4．变压器的构造与原理【知识点的认识】1.变压器的构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的（如图）。一个线圈与交流电源连接，叫作原线圈，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫作副线圈，也叫次级线圈。2.各部分的功能原线圈：接在交流电源上的线圈，在铁芯内产生交变磁场。副线圈：连接负载的线圈，产生感应电动势，为负载提供电能。铁芯：硅钢叠合成的闭合框架，能增强磁场和集中磁感线，提高变压器效率。3.工作原理：互感现象是变压器工作的基础。当原线圈两端加上交变电压U1时，原线圈中就有交变电流I1通过，并在铁芯中产生交变的磁场，铁芯中的磁通量就发生变化。由于副线圈也绕在同一铁芯上，铁芯中磁通量的变化便会在副线圈上产生感应电动势。4.理想变压器（1）闭合铁芯的“漏磁”忽略不计。（2）变压器线圈的电阻忽略不计。（3）闭合铁芯中产生的涡流忽略不计。即没有能量损失的变压器叫作理想变压器。【命题方向】关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（）A、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B、穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D、原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈分析：变压器的工作原理是互感现象，理想变压器是无漏磁、无铜损、无铁损．解答：A、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量是按照正弦规律周期性变化的，故A错误；B、由于是理想变压器，穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等，故B错误；C、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势，符合法拉第电磁感应定律，故C正确；D、变压器的工作原理是互感现象，原、副线圈并没有直接相连，故D错误；故选：C。点评：本题关键是明确变压器的工作原理，知道理想变压器是指无能量损失的变压器，基础题．【解题思路点拨】变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的，因为器工作原理是互感现象，可以改变交变电流的大小，对直流电流无效。5．理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系【知识点的认识】一、理想变压器的基本规律1.理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系（1）原、副线圈的电压之比等于匝数之比：U1：U2＝n1：n2（2）如果n1＞n2，变压器为降压变压器；如果n1＜n2，变压器为升压变压器2.理想变压器原、副线圈的功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率：P入＝P出3.理想变压器原、副线圈的电流与匝数的关系（1）只有一个副线圈时：原、副线圈的电流之比等于匝数的反比：I1：I2＝n2：n1（2）有多个副线圈时由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+•••或n1I1＝n2I2+n3I3+•••4.理想变压器原、副线圈的功率关系变压器只改变交变电流的大小，不改变交变电流的频率：f1＝f2二、各物理量之间的因果关系（1）由于U1取决于电源电压，由U2=n2n1U1可知U1（2）由于副线圈中电流取决于所接负载I2=U2R，由I1=n2n1I（3）由于副线圈输出功率取决于负载消耗的功率，由P入＝P出可知输出功率决定输入功率，功率按需提供。【命题方向】如图所示，L1、L2是理想变压器的两个线圈．如果把它当作降压器，则（）A、L1接电源，原、副线圈两端电压之比为1：5B、L1接电源，原、副线圈两端电压之比为5：1C、L2接电源，原、副线圈两端电压之比为5：1D、L2接电源，原、副线圈两端电压之比为1：5分析：根据理想变压器中原副线圈的电压与匝数成正比即可分析求解．解答：如果把它当作降压器，则原线圈的匝数应比副线圈匝数多，所以L1接电源，U1故选：B。点评：要根据理想变压器中电流、电压与匝数比之间的关系进行有关问题的解答，难度不大，属于基础题。【解题思路点拨】理想变压器的规律理想变压器①没有能量损失；②没有磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，即U1电流关系①只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即I1②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2=n2n功率副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2（副制约原）电流原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1=n2n6．理想变压器两端的功率关系【知识点的认识】一、理想变压器的基本规律1.理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系（1）原、副线圈的电压之比等于匝数之比：U1：U2＝n1：n2（2）如果n1＞n2，变压器为降压变压器；如果n1＜n2，变压器为升压变压器2.理想变压器原、副线圈的功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率：P入＝P出3.理想变压器原、副线圈的电流与匝数的关系（1）只有一个副线圈时：原、副线圈的电流之比等于匝数的反比：I1：I2＝n2：n1（2）有多个副线圈时由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+•••或n1I1＝n2I2+n3I3+•••4.理想变压器原、副线圈的功率关系变压器只改变交变电流的大小，不改变交变电流的频率：f1＝f2二、各物理量之间的因果关系（1）由于U1取决于电源电压，由U2=n2n1U1可知U1（2）由于副线圈中电流取决于所接负载I2=U2R，由I1=n2n1I（3）由于副线圈输出功率取决于负载消耗的功率，由P入＝P出可知输出功率决定输入功率，功率按需提供。【命题方向】理想变压器原、副线圈匝数比为10：1．下列说法正确的是（）A、原、副线圈上的电流之比为10：1B、正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1：1C、原、副线圈产生的电压之比为10：1D、正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10：1分析：变压器的原线圈的输入电压决定副线圈的输出电压，副线圈的输出功率决定原线圈的输出功率，由于匝数比不变，故副线圈的输出电压保持不变，当负载电阻减小时，输出功率变大，故输入功率也变大．解答：A、理想变压器，原副线圈的电流与匝数成反比为1：10，故A错误；BD、由于是理想变压器，则原副线圈的电功率是相等的，正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1：1，故B正确D错误；C、理想变压器，原副线圈的电压与匝数成正比，可得原、副线圈产生的电压之比为10：1．故C正确；故选：BC。点评：该知识点题目比较简单，且题目单一，只要记住了原副线圈的输入功率和输出功率关系，输入电压和输出电压的关系的一切题目都水到渠成．【解题思路点拨】理想变压器的规律理想变压器①没有能量损失；②没有磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，即U1电流关系①只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即I1②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2=n2n功率副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2（副制约原）电流原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1=n2n7．理想变压器两端的频率关系【知识点的认识】一、理想变压器的基本规律1.理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系（1）原、副线圈的电压之比等于匝数之比：U1：U2＝n1：n2（2）如果n1＞n2，变压器为降压变压器；如果n1＜n2，变压器为升压变压器2.理想变压器原、副线圈的功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率：P入＝P出3.理想变