3.4 电能的输送 同步训练 2021—2022 学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册 一、单选题 1．如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为 100kW ，发电机的 电压为 250V 。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为 R  8 ，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 ）。下列说法正确的是（ ） A．输电线上通过的电流为 400A B．降压变压器的输入电压为 4000V n1 1  C．升压变压器的匝数比为 n2 16 n3 200  11 D．降压变压器的匝数比为 n4 2．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 3．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时 开灯，点灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时（　　） A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小 B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小 C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大 D．干路电流一定， 支路比深夜多，输电线上损失电压大 4．如图为远距离输电示意图，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 u=Umsin ωt 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（　 　） �n1 � U m2 � � A． �n2 �4r 2 �n2 � U m2 � � B． �n1 �4r 2 2 2 �n ��P � 4r � 2 �� � D． �n1 �� Um � �n ��P � 4r � 1 �� � C． �n2 �� Um � 5．高压输电可使输送中的电压损失大幅降低，当采用高电压 U 向远方某地区输电时，电 压损失U。保持输电线电阻不变，若U 变小，则（　　） A．输电线上损耗的电功率P 不变 B．输电线上损耗的电功率P 变大 C．若输入功率不变，则 U 变小 D．若 U 不变，则输入的功率变小 6．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 U 4  220V 。已知输电线上损失的功率 列说法正确的是（ ） P  100kW R线  4 P线  2.5kW ，发电机输出的电压 U1  400V ，在用户端用降压变压器把电压降为 ，假设两个变压器均为理想变压器，下 ， A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 I1  25A I 线  625A C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 n3 : n4  195 :11 I 4  400A 7．我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。2021 年 6 月 28 日白鹤滩水电站首批初装机容量 1600 万千瓦正式并网发电。在传输电能总功率不变情况 下，从原先 150KV 高压输电升级为 1350KV 特高压输电，则下列说法正确的是（ ） 1 A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的 3 1 B．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的 9 C．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的 1 81 D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的 9 倍 8．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．若电压表的示数为 220V，电流表的示数为 10A，线路输送电功率为 110kW B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片 Q 下移，输电线损耗功率增加 C．若保持发电机输出电压 U1 一定，仅将滑片 Q 下移，输电线损耗电压减少 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 上 移 二、多选题 9．20 年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”。如图所示是远距离 输电示意图，现将输送电压 U2 由 220 kV 升级为 1000 kV 高压，输送的总电功率变为原 来的 2 倍，保持发电机输出电压 U1 及用户得到的电压 U4 均不变，输电线的电阻不变，则 （　　） 50 A． n : n 变为原来的 倍 2 1 11 B．输电线上电流 I 变为原来的 2 11 25 2 �11 � � C．输电线损失的功率变为原来的 � �25 � D．降压变压器原、副线圈匝数比值变小 10．昆明石龙坝水电站是中国第一座水电站，距离昆明 30km，最初装机容量为 480kW，如图所示为电站向昆明某片区供电的示意图，若忽略发电机内阻，变压器为理想 变压器，在装机容量内，用户功率增大，下列说法正确的是（　　） A．输电电压增大 B．输电效率增大 C．发电厂的输出功率增大 D．输电线路损失功率增大 11．如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为 20kW。在输电线路上接入一小型理想升压变压器用来测量电路中的电流，其原、副线圈 的匝数比为 1:10，电流表的示数为 1A，输电线的总电阻为 5Ω，则下列说法中正确的是 （　　） A．采用高压输电可以增大输电线中的电流 B．升压变压器的输出电压 U2=2000V C．用户获得的功率为 19kW D．将 P 下移，用户获得的电压将减小 12．如图所示，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为 2：5，输入电压有效值为 10V 的正 弦交变电流。连接两理想变压器的输电线的总电阻为 10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数 之比为 2：1，输电线上损失的功率为 10W。下列说法正确的是（　　） A．负载电阻的阻值为 3.75Ω B．负载电阻的阻值为 7.5Ω C．负载电阻的电功率为 15W D．负载电阻的电功率为 25W 三、填空题 13．降低输电损耗的两个途径 （1）输电线上的功率损失：P=___________，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______ _____的金属材料，还要尽可能___________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___________输电电压。 14．从发电厂输出的电功率为 220kW，输电线的总电阻为 0.25Ω。若输送电压为 1.1kV，输电线上损失的电功率为_______kW；保持输送功率不变，要使要输电线上损失 的电功率不超过 100W，输送电压至少为___________kV。 四、解答题 15．为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示， 发电机的矩形线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B 2 T 10 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 OO′以一定的角速度匀速转 动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈匝数之比为 1：20，降压变压 器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻 R  60Ω ，变压器均为理想变 4 压器。当发电机输出功率 P  5 �10 W 时，电压表的示数为 250V，额定电压为 220V 的医 疗设备正常工作。求： （1）线圈转动角速度大小； （2）降压变压器原、副线圈匝数之比。 16．某个小型水电站发电机的输出功率为 P1  100kW ，发电机的电压为 U1  250V 。通过 升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为 R  10Ω ，在用户端用降压变压器 把电压降为 U 4  220V 。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达 到 96%，也就是说在输电线上损失的功率控制在 4kW，用户得到的功率为 96kW。为此 需要设计两个变压器的匝数比。请你计算： （1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？ （2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？ （3）两个变压器的匝数比各应等于多少？ 17．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 N=100 匝，面积 强度 B S  0.03m 2 ，线圈匀速转动的角速度   100 rad / s ，匀强磁场的磁感应 2 T  ，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，输电导线的总电阻为 R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器 原、副线圈的匝数比为 n3 : n4  10 :1 ，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工 作。发电机线圈电阻 r 不可忽略。 求： （1）输电线路上损耗的电功率 P ； （2）若升压变压器原、副线圈匝数比为 n1 : n2  1: 8 ，交流发电机线圈电阻 r 上的热功率与 输电线上损耗的电功率之比。 18．如图所示,某学校有一台应急备用发电设备,内阻不计。升压变压器原、副线圈的匝数 比为 n1∶n2=1∶4,降压变压器原、副线圈的匝数比为 n3∶n4=4∶1,输电线总电阻为 r=4 Ω,其 他导线电阻可忽略不计。全校有 22 间教室,每间教室安装“220 V 　40 W”的电灯 6 盏,要 求所有的电灯都正常发光,求: (1)输电线上的电流大小; (2)升压变压器的输入电压。 参考答案 1．C 2．C 3．C 4．C 5．D 6．C 7．C 8．D 9．ABC 10．CD 11．BD 12．AC 13． I 2 r 较小 14．10 11 15．（1） 增大 提高 ；（2） 100 rad/s 20 1 n3 240 n1 1   11 ， n2 20 16．（1）400A，20A；（2） 200V ；（3） n4 17．（1）160W