3.4 电能的输送专题复习 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．由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了 36％，这时供电电网上电压比原来降低了（ ） A．64％ B．36％ C．20％ D．10％ 2．为消除 200 kV 高压输电线路中输电线上的凌冰，有人设计了利用电流的热效应除冰的方法．当输送功 率和输电线电阻一定时，为使输电线上损耗的热功率增大为原来的 16 倍，则输电电压应变为 A．50 kV B．110 kV C．440 kV D．880 kV 3．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为 220 V，正常情况下输出的总功率 减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电．输送电压为 P0  8.8 �104 W u  1100 2 sin 200πt ，为了 V，输电导线的 总电阻为 r=5 Ω，现要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，下列说法中正确的是 A．输电线上的电流为 220 A n3 5  B．降压变压器匝数比 n4 1 4 C．用电器的额定功率 P  5.6 �10 W D．用电器上交流电的频率是 50 Hz 4．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（　　） A．输送电压成正比 B．输送电压的平方成正比 C．输电线中的电流成正比 D．输电线中电流的平方成正比 5．特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技 术。通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率，原线圈的电压保持不变，输电线路的总电阻不变。 使用特高压输电，当副线圈与原线圈的匝数比提高为原来的 n 倍，则提升匝数比前后线路损耗的电功率之 比和电压损失之比分别为（　　） A． 1 1 ， n n2 B． 1 1 ， n n C． 1 1 ， n n2 D． n2 ，n 6．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，输电线上的电阻为 R，变压 器为理想变压器。发电机功率不变，为减小输电线上功率损耗，下列方法可行的是（　　） A．n1 加倍，n2 加倍 B．n1 加倍，n2 减半 C．n2 减半，n1 减半 D．n1 减半，n2 减半 7．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示。输电线总电阻 n3 n4 n1 n2 r 为 ，升压变压器原、副线圈匝数分别为 、 。降压变压器原、副线圈匝数分别为 、 （变压器均为 理想变压器）。要使额定电压为 220V 的用电器正常工作，则（　　） A．图乙中电压的瞬时值表达式为 u  220 2 sin  100 t  V n1 n4  B．图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是 220V ，所以 n2 n3 C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大 D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率 8．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  U m sin t 的交流电源 u  U m sin t ，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压为： 2 2P r A． U m 2 2n1 P r C． U m n2 2P r B． U m 2 2n2 P r D． U m n1 9．某山区有一小型水电站，每分钟有 60m3 的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差是 50m。则（　　） 6 A．水从高处落下，重力每分钟做功 3 �10 J B．若水的机械能有 70%转化为电能，水电站的发电功率是 3.5×105W C．若输电电压为 10000V，输电电流是 3.5A D．若输电电压为 10000V，输电线总电阻为 0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是 612.5J 10．如图所示为某小型电站高压输电示意图.发电机输出功率恒定,升压变压器原、副线圈两端的电压分别 为 U1 和 U2.下列说法正确的是( ) A．采用高压输电可以增大输电线中的电流 B．升压变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=U2:U1 C．输电线损耗的功率为 U22/r D．将 P 上移,用户获得的电压将升高 11．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>1 (1  mn) 2 U 2 m2 r C．输电线上损失的功率为 U2 D．输电线上损失的功率为 mr 12．“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电 力供应紧张的沿海地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功 率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的 10 倍，则输电线路中电阻损耗的功率将减少到 原来的（　　） A． 1 10 B． 1 100 C． 1 1000 D． 1 10000 13．若某小区变压器输入电压为 6 600 V，经过变压器降压，然后经过一段输电线路给小区供电，该居民 区有 440 户．以前每户平均消耗电功率 100 W，使用的降压变压器匝数比为 165∶6，恰好能使额定电压为 220 V 的用电器正常工作．现在因家用电器增加，每户平均消耗电功率为 250 W．若输入电压为 6 600 V、 输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用变压器，则此变压器原、副线圈匝数比应为(变压器皆可 视为理想变压器)(　　) A．110∶9 B．220∶9 C．30∶1 D．200∶9 14．实验小组为探究远距离输电的原理，设计了如图所示的模拟电路，A、B 为理想变压器，R 模拟远距离 输电线的总电阻，灯 L1、L2 规格相同。变压器 A 的原线圈输入恒定交流电，开关 S 断开时，灯 L1 正常发光， 下列说法正确的是（ ） A．A 为降压变压器，B 为升压变压器 B．仅将滑片 P 上移，A 的输入功率变大 C．仅闭合 S，L1、L2 均正常发光 D．仅闭合 S，L1 的亮度变暗 15．如图所示，为远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器 降压变压器 T2 的原、副线圈匝数比为 k2 。升压变压器原线圈两端接入一电压 T1 的原、副线圈匝数比为 u  U m sin t k1 ， 的交流电源，用 户的总电阻为 R (可视为纯电阻)，输电线总电阻为 r，不考虑其他因素的影响，则用户获得的电压 U （有效 值）为（　　） 2k2U m R 2 A． k1 ( r  k2 R ) k2U m R 2 B． k1 (2 r  k2 R ) k2U m R 2 C． 2k1 (2r  k2 R ) k2U m R 2 D． 2k1 ( r  k2 R ) 二、填空题（共 4 题） 16．某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为 9.8×104W,电厂输出电压仅为 350V,为减少输送功率 损失,先用一理想升压变压器将电压升高到 2800V 再输出,之后用降压变压器降压到 220V 给用户使用,已知 输电线路的总电阻为 4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______． 17．远距离输电的基本原理：在发电站内用______变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过__ ____变压器降到所需的电压。 18．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 ________ W；保持输送功率不变，要使输电线上损失的电功率不超过 100W，输送电压至少为 _ _______ V． 19．从发电站输出的功率为某一定值 P，输电线的总电阻为 R 保持不变，分别用 110 V 和 11 kV 两种电压输电．忽略变压器损失的电能，则这两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为_ ___________，输电线上由电阻造成的功率损失之比为___________． 三、综合题（共 4 题） 20．一座小型发电站的输出功率是 20kW ，输电线路总电阻是 5 ． （1）若输电电压是 400V ，求输电线路损耗的电功率； （2）若改用 5000V 高压输电，求输电线路损耗的电功率；输电线路损失的电压；若用户端利用 n1 : n2  20 :1 的变压器降压，用户得到的电压是多少？ 21．如图所示，用一小型交流发电机向用户供电，已知发电机线圈匝数 N=100，面积 S=0.05m2。该线圈在 磁感应强度 B= 2 T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转动。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供用户使用，变压器都是理想变压器。已知输电线的总电阻 R=2Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比为 n1∶ n2=1∶8，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 20W”的 2200 只灯泡恰能同时正常发光（假设此时没有其他用电器工作）。发电机线圈 电阻不计，求： （1）发电机的输出功率 P； （2）发电机线圈转动的角速度 ω； （3）如果用电高峰时发电机的输出功率不变，接入的灯泡大于 2200 只，则简单分析输电线上消耗的功率、 灯泡亮度变化情况。 22．某发电站，通过升压变压器、输电线和降压变压器，把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输 出功率为 400kW，输出电压是 400V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为 1：8，输电线上功率损失为 5%，求： （1）画出远距离送电原理图； （2）输电线上的电阻 R； （3）升压变压器输出电压; 23．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10kW，输出电压为 400V，向距离较远的用户供电，为 了减少电能损失，使用 2kV 高压输电，最后用户得到 220V、9.5kW 的电力，求： n1 （1）水电站升压变压器原、副线圈的匝数比 n2 ； n3 （2）用户降压变压器原、副线圈的匝数比 n4 。 参考答案： 1．C 2．A 3．C 4．D 5．D 6．B 7．A 8．C 9．B 10．D 11．C 12．B 13．B 14．D 15．D 16． 4900 133：11 17． 升