3.4 电能的的输送同步练习 2021—2022 学年高中物理人教版（2019） 选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器 T1 升压，然后 通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器 T2，经降低电压后再输送至各用户．设 T1、T2 都是 理想变压器，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（　　） A．升压变压器初级线圈中的电流变小 B．升压变压器次级线圈两端的电压变小 C．高压输电线路的电压损失变大 D．降压变压器次级线圈两端的电压变大 2．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压 U1 和输电线上的电阻 R 均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　） A．升压变压器的输出电压 U2 增大 B．降压变压器的输出电压 U4 增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 3．下列关于远距离输电的说法正确的是（　　） A．赫兹发明了第一台实用的变压器 B．实际输电过程中，输电电压越高越好 C．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，可以减小断电的风险，可以调剂不同地区电力供需的平 衡 D．若采用直流输电技术，会增加感抗和容抗 4．为了减小输电线路上的电能损耗，我国研制并投产了百万伏特高压输电线路。若 A、B 两地原采用 200kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率△P=400kW。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件 下，改用 1000kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率△P′为（　　） A．16kW B．25kW C．32kW D．50kW 5．一小型水电站的输出功率恒定输电线总电阻不可忽略，发电机输出电压为 400V，如果直接以 400V 电 压进行输电，输电导线上损失的电功率为 失的电功率为 P2 ，则 A． 1:1 P1 与 P2 P1 ，若用变压器将电压升为 2000V 后进行输电，则输电导线上损 之比是（　　） B． 25 :1 C． 25 : 2 D． 1: 25 6．如图所示额定电压为 220V 的用户供电的远距离输电的示意图，已知输入原线圈 n1 两端的电压 U1 =500V，发电机的输出功事为 P=50kW，输电线的电阻 R=3Ω，如果输电线上损失的功率为输送功率的 0.6%.如果图中的开压变压器以及降压变压器均为理想的变压器．则下列正确的是 A． =25：1 n3 : n4 B． n1 : n2 =1：10 C．流过输电线的电流强度大小为 100A D．降压变压器原线圈两端的为 4700V 7．市电即电网为我们提供的工频交变电流,我国的市电标准为“220 V/50 Hz”．它是由发电站的发电机发出, 通过分级升压或降压变压器变换电压,跨越较远距离输送到用户所在地．下列说法正确的是（ ） A．220V 指的是交流电压的峰值 B．变压器可以变换交流电的电压、功率和频率 C．发电机转子的转速为 3000r/min D．采用远距离高压输电可减小输电线的电阻及电线上的电流 8．某发电站为一城市供电的示意图如图所示，其中 M 为升压变压器，N 为降压变压器，假设两变压器均 可视为理想变压器．已知变压器 M 的输入电压 U1 保持不变，输入电流、输入功率分别用 I1、P1 表示，输出 电压、输出电流、输出功率分别用 U2、I2、P2 表示；变压器 N 的输入电压、输入电流、输入功率分别用 U3、I3、P3 表示，输出电压、输出电流、输出功率分别用 U4、I4、P4 表示；输电线的阻值为 R，输电线损失 的功率为 ΔP.下列关系式正确的是(　　) A．I2＝ U2 R B．ΔP＝(U2－U3)I3 C．I2>I3 D．当用户的数量增加时，变压器 N 的输入电压 U3 增加 9．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2，电压分别为 U1、U2，电 流分别为 I1、I2，输电线上的电阻为 R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　) I1 n1  A． I 2 n2 B．I2＝ U2 R C．I1U1＝I22R D．I1U1＝I2U2 10．远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器，输电线等效电阻为 R．下列说 法正确的是 A．当开关由 a 改接为 b 时，电压表读数变大 B．当开关由 a 改接为 b 时，电流表读数变大 C．闭合开关后，电压表读数变大 D．闭合开关后，电流表读数变大 11．如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器的原、副线圈匝数比为1:100 ，其 输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为 100Ω ．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其 中 R1 为一定值电阻， R2 用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表 V 显示加在 报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为 752kW ．下列说法中正确的 有（ ） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为 180Hz B．远距离输电线路损耗功率为180kW C．当传感器 D．当传感器 R2 R2 所在处出现火警时，电压表 V 的示数变大 所在处出现火警时，输电线上的电流变大 12．为了降低远距离输电过程中电能的损耗，下列方法可行的是（　　） A．增加输电线的电阻 B．降低输电电压 C．提高输电电压 D．降低输电线架设的高度 n1 T 13．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 的原、副线圈的匝数分别为 、 n2 。在 T 的原线圈两端接入一电压 u  U m cos t 的交流电源，已知升压变压器 T 的原线圈输入的总电功率 为 P ，输电线的总电阻为 r ，不考虑其他因素的影响，则用户消耗的电功率为（　　） 2 �Pn � P  2 � 1 �r A． U m n2 � � 2 �Pn1 � 2 �r C． � U m n2 � � 2 �Pn � P  � 2 �r B． U m n2 � � 2 �Pn2 � 4 �r D． � �Pm n2 � 14．远距离输电时，在输送电功率不变的条件下（　　） A．只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率 B．提高输电电压，能减小电流，提高输电效率 C．提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗 D．提高输电电压势必增大输电导线上的电流 15．如图所示，A、B 为理想变压器，R 为输电线的电阻，灯泡 L 正常发光。保持变压器 A 的输入电压不 变，现将滑片 P 上移，则（　　） A．L 变亮 B．输电线电功率减小 C．A 的输入功率不变 D．B 的输入电压增大 二、填空题（共 4 题） 16． （1）用升压变压器可以实现高压输电，以减少远距离输电过程中的电能损失．为了达到升压的目的，升 压变压器的次级线圈匝数应______（选填“少于”或“多于”） 初级线圈匝数． （2）把正点电荷放入电场中 A 点，受到电场的作用力方向水平向右，则 A 点的电场强度方向______；把 正点电荷取走后 A 点的电场强度方向______． 17．用电压 U 和 kU 通过相同距离相同材料的输电线向用户输送同样的电能，若要求输电线损失的功率相 同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为_________，若采用同样粗细的输电导线输电，则前后两种 情况下输电导线上损失的功率之比为_________。 18．下图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,发电机输出功率为 100kW ,输出电压是 250V ,用户 需要的电压是 220V .输电线电阻为 10 ,若已知输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4% ,则在输电线 路中设置的升压变压器原副线圈的匝数比为_________，降压变压器原副线圈的匝数比为_________，远距 离输电线路中损失的电压为___________，用户得到的电功率为___________． 19．一小水电站，输出的电功率为 20kW，输电线上总电阻为 0.5Ω。如果先用 200V 电压输送，输电线上 损失的电功率为____________。后改用 2×103V 电压输送，则输送电压提高后，输电线上损失的电功率为_ ___________。 三、综合题（共 4 题） 20．某发电厂发电机的输出功率为 P=100kW，发电机端电压为 U=250V，向远处送电的输电线的总电阻 R=8Ω，要使输电线上的功率损失不超过输送功率的 5%，用户得到的电压又正好是 220V，则： (1)应该怎样安装变压器，画出输电线路的示意图； (2)所用的变压器的原、副线圈的匝数比是多少。 21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为 400 V ，向距离较远的用户供电， 为了减少电能损耗，使用 2 kV 高压输电，最后用户得到“ 220V 9.5kW ”的电能，求： n1 （1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 n2 ； （2）输电线路导线电阻 R ； n3 （3）用户降压变压器原、副线圈匝数比 n4 。 22．某个小型水电站发电机的输出功率为 100kW，发电机输出电压 u 的图象如图所示．通过升压变压器升 高电压后向远处输电，输电线总电阻为 2Ω，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 95 kW）．求： （1）发电机输出电压的瞬时值表达式； （2）输电线上通过的电流； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比． 23．“绿水青山就是金山银山”，开发和利用清洁型新能源将成为未来的趋势。某校利用太阳 能光伏发电系 统为学校提供日常生活用电，如图所示，有一台内阻为 1 Ω 的太阳能发电机，通过 短距离输电线路给学校 提供照明用电，已知其升压变压器匝数比为 1∶20，降压变压器匝数比为 10∶1，输电线的总电阻为 R=50 Ω，全校共 22 个班，每班有“220 V 40W”日光灯 10 盏，若 全部日光灯都正常发光，试求： （1）发电机输出功率为多大； （2）发电机产生的电动势为多大。 参考答案： 1．C 2．D 3．C 4．A 5．B 6．B 7．C 8．B 9．D 10．D 11．D 12．C 13．A 14．B 15．B 16． 多于 水平向右 17． k2：1 k2：1 18． 1/20 240/11 19． 5000W 20．（1） 水平向右（或