3.4 电能的输送基础巩固 2021—2022 学年高中物理教科版（2019）选 择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．如图所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其原、副线圈的匝数比 分别为 1：n 和 n：1（n 为大于 1 的整数），发电站的输出电压及长距离输电线的电阻均为定值，其他导线 的电阻忽略不计．已知发电站的输出电压为 U1、电流为 I1，用户得到的电压为 U2，电流为 I2，则下列判断 正确的是（　　） A． I1＝n 2 I 2 B．U1＝U2 C．用户越多，U2 越大 D．用户越多，I2 越大 2．在远距离高压输电线路中，设输送电功率、输电线路上损失的功率、导线长度和材料均相同，若两次 输电电压 U1:U2=1:k，则此两种情况下导线横截面积 S1:S2 为（ A．1:k B．k:1 C．1:k2 D．k2:1 ） 3．中国已投产运行的 1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用 500kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1000kV 特高压输电，不考虑其 他因素的影响，则（） A．输电电流变为原来的 2 倍 1 B．输电线上降落的电压将变为原来的 2 C．输电线上降落的电压将变为原来的 2 倍 1 D．输电线上损耗的电功率将变为原来的 2 4．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 r 为 ，升压变压器原、副线圈匝数分别为 n1 、 n2 。降压变压器原、副线圈匝数分别为 n3 、 n4 （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  n B．图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是 220V ，所以 2 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 5．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势 e111 2 sin100t（V）。导线框与 理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为 25︰11，降压变压器副线 圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为 220V，输入功率为 1100W，输电线路 总电阻 R25Ω，电动机内阻 r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　 　） A．电动机的机械效率为 60% B．电流表的示数为 10A C．输电线路损失的电功率为 200W D．升压变压器原、副线圈匝数之比为 1︰5 6．“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 1 100 B． C． 1 1000 D． 1 10000 7．如图所示为一远距离输电示意图，图中①②均为理想变压器，输电导线总电阻为 R.下列关系式正确的 是（） U2 A．输电导线中的电流 I 2 = R B．输电导线上损失的功率 C．变压器①的输出电流 I2 P   U 2  U 3  I 3 和变压器②的输入电流 D．增加灯泡的个数，变压器②的输入电压 U3 I3 的关系满足 I 2  I3 增大 8．中国已投产运行的 1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设吉林、长春两地用超高 压输电，设输电线的电阻为 r，输送的电功率为 P，用电压 U 送电，则用户得到的功率为（　　） A．P P2r B．P- U 2 C．P-U2r P2r D． U 2 9．如图所示为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率、输出电压均恒定，输电线电阻不变．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 U22 B．输电线损耗的功率为 r C．将 P 下移，用户获得的电压将降低 D．将 P 下移，用户获得的功率将增大 10．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 11．下列说法不正确的是（） A．变压器是利用电磁感应现象工作的 B．高压输电是为了减少输电线上电能的损失 C．电路中自感的作用是加快电流的变化 D．金属探测器是利用涡流工作的 12．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 13．在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交流电，现将输电电压提高 1 倍，并保持输电线上损失的功 率不变，则用铝量可比增压前减少（） A．25% B．50% C．60% D．75% 14．某发电机说明书的部分内容如表所示。现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图 所示。发电机到安置区的距离是 400m ，输电线路中的火线和零线均为 GBCZ60 型单股铜导线，该型号导 线单位长度的电阻为 4 2.5 �10Ω ，安置区家用电器的总功率为 44kW 都正常工作时，下列说法正确的是（　　） 型号 AED6500S 输出电压范围 220 : 300V 最大输出功率 60kW ，当这些额定电压为 220V 的家用电器 A．输电线路中的电流为 20A B．发电机的实际输出电压为 300V C．在输电线路上损失的电功率为 8kW D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是 300V 15．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、填空题（共 4 题） 16．电网输电的优点 （1）降低一次能源的运输成本，获得最大的______。 （2）减小断电的风险，调剂不同地区______的平衡。 （3）合理调度电力，使______的供应更加可靠，质量更高。 17．发电机端电压为 220 V，输送功率 110 kW，若要保证用户至少获得 100 kW 电功率，则输电导线电阻 不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至 5 500 V 后进行输电，则导线电阻不得大于________Ω. 18．为了减小远距离输电过程中在线路上的损耗，在功率和线路电阻一定时，应该采用提高______ 的方式 输电． 19．在雨雪冰冻天，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰． 若在正常供电时，高压线上送电电压为 U ，电流为 I ，热损耗功率为 P ；除冰时，输电线上的热耗功率 需变为 9P ，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）输电电流为_________ , 输电电压为_______. 三、综合题（共 4 题） 20．一台交流发电机的输出电压为 250V，输出功率为 100kW，向远处输电所用输电线的总电阻为 8Ω ，要 使输电线上的功率损失不超过输送功率的 5%，用户正好得到 220V 的电压。求： （1）输电线上的电流； （2）供电处的升压变压器的原副线圈的匝数比； （3）用户处的降压变压器的原副线圈的匝数比。 21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW，输电电压为 400 V，向距离较远的用户供电， 为了减少电能损失，使用 2 kV 高压输电，最后用户得到 220 V、9.5 kW 的电，求： （1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 n1 : n2 ； （2）输电线路导线电阻 R； （3）用户降压变压器、原副线圈匝数比 n3 : n4 ． 22．为防止停电对教学的影响，在停电时，距学校较远的校办工厂负责对教学楼供电．已知该校办工厂的 发电机的输出功率 P=10kW，发电机的输出电压 U=250 V,若直接向学校供电时，教学楼处得到的电压恰好 为 U'=220 V．若安装变压器，使输电线上损失的功率为输送总功率的 3%，教学楼处得到的电压还是 220 V，则请画出输电线路的示意图，并求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比。 23．在远距离输电时，要尽量考虑减少输电线上的功率损失．现有一个小型发电站，输送的电功率为 P=500kW，当使用 U=5kV 的电压输电时，输电效率 η=60%，则 (1)输电线的总电阻 r 是多少? (2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么，发电站应使用多高的电压向外输电? 参考答案 1．D 2．D 3．B 4．A 5．D 6．B 7．B 8．B 9．D 10．C 11．C 12．D 13．D 14．C 15．D 16．经济效益 电力供需 电力 17．0.04; 25; 18．电压 19．3I U 3 20．（1）25A；（2）1：16；（3）190：11． 21．（1） 1 95 （2） （3） 20 5 11 22．输电线路的示意图 ，升压变压器 ，降压变压器