第08讲 电能的输送（预习）（4知识点+6考点）--【寒假自学课】2025年高二物理寒假提升精品讲义（人教版2019）

第08讲 电能的输送（预习） 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（6大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1．明确常规输电过程，理解远距离输电的要求。 2. 明确远距离输电时电压损失和功率损失与哪些因素有关及减小电能损失的方法，理解高压输电的原理。 3. 会对简单的远距离输电线路进行定量计算。 知识点1：远距离输电的两种损失 【情境导入】 发电厂（站）要建在靠近能源的地方，而用电的地方却分布很广，大部分地方离电厂很远，故需要远距离输电，如何才能有效输送电能呢? 1．输电线路的电压损失 输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻． 2．输电线路的功率损失 （1）远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2r. （2）若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为 损失的电功率有四个不同的表达式，要明确各量的含义。ΔP＝I2r中，r为输电线的阻值;中，P为输电功率U为电路始端的输电电压，不是线路的电压损失;及中，是输电线上的电压降少量（电压损失）。 知识点2：高压交流输电 1. 减少输电损耗的方法 （1）减小输电线的电阻r：由可知，在输电线长度L一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小、横截面积大的导线。目前一般用电阻率较小的铝作导线。但是，要增大导线的横截面积，就要多耗费金属材料，会使输电线过重，给架线带来较大困难。 （2）减小输电导线中的电流I：在输电导线电阻不变的条件下，输电电流如果减小到原来的百分之一，根据知输电的功率损耗将减小到原来的万分之一。由P=UI可知在保证输送功率不变的前提下，可提高输电电压以减小输电电流。 高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，选择合适的输电电压。 2. 输电过程 如下图所示，发电厂用升压变压器升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区由“一次高压变电站”降到100kV左右，在更接近用户的地点再由“二次高压变电站”降到 10kV左右。然后，一部分电能送往用电量大的工业用户另一部分经“低压变电站”降至 220 V/380V，送给其他用户。 知识点3：远距离高压输电原理 1．输电原理图 首先应画出远距离输电的电路图（如图），并将已知量和待求量写在电路图的相应位置． 2．理清三个回路 回路1：P1＝U1I1 回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3 回路3：P4＝U4I4. 3．七个关系 （1）功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4. （2）电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝. （3）电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝. （4）输电电流：I线＝＝＝. （5）输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝＝ΔU·I线． （6）输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3. （7）输电效率η＝×100%. 知识点4：电网供电 1．电网 最初的供电方式是一个电厂给一批用户“一对一”提供服务，现在是通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网。 2. 电网供电的好处 （1）在一次能源产地安装大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益； （2）可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡; （3）可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。 教材习题01 输送功率为P，输送电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为，则输电线损失功率和用户得到的功率各是多少？ 解题方法 【详解】输送功率为P，输送电压为U，则输送电流 输电线损失功率 用户得到的功率 或者 【答案】；或者。 教材习题02 采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用户使用。如何确定降压变压器原、副线圈的匝数比？某发电站输出功率P=2000kW，用电阻R=20的输电线向外输送电能，若采用100kV高压输电，接入城市配电网络时需降压到10kV，那么，变压器原、副线圈的匝数比为多大？ 解题方法 【详解】根据输电电压减去导线上的电压损失即为降压变压器原线圈电压，用户得到的电压为变压器次级电压，则降压变压器的匝数比等于初级电压与次级电压之比； 输电电流为 则变压器初级电压U1=U-IR=100000-20×20=99600V 变压器原、副线圈的匝数比为 【答案】249：25 教材习题03 某发电厂原来用11V的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法是否正确?请阐述理由。 说法1：根据公式，提高电压后输电线上的电流减小为原来的； 说法2：根据公式，提高电压后输电线上的电流增大为原来的20倍。 说法3：根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的。 说法4：根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍。 解题方法 【详解】[1]根据公式，电压提高了20000倍，则输电线上的电流减小为原来的，故此说法错误。 [2]根据公式，其中U为输电线路电阻R上分得的电压，并不是输送电压，故此说法错误。 [3]根据公式，电压提高了20000倍后，输电线上的功率损失减小为原来的，故此说法错误。 [4]根据公式，其中U为输电线路电阻R上分得的电压，并不是输送电压，故此说法错误。 【答案】249：25 考点1：升压变压器和降压变压器 【典例1】（22-23高二下·广西柳州·阶段练习）（多选）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为，已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比 B．输电线上的电流 C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 【答案】ABC 【详解】AB．输电线上损失的功率 解得输电线上的电流 且升压变压器副线圈电流为 升压变压器原线圈电流为 则升压变压器的匝数比 故AB正确； C．根据 解得升压变压器副线圈两端电压为 降压变压器原线圈两端电压为 降压变压器的匝数比 故C正确； D．根据 其中 解得用户得到的电流 故D错误。 故选ABC。 【变式1-1】（23-24高二下·广东潮州·期末）如图为大唐发电厂供电流程的简化图，理想升压变压器将发电厂的输出电压升压为，理想降压变压器再把电压降至，为用户设备供电，发电厂的输出电流为，升压变压器输出电流为，降压变压器输入电流为，此时用户设备的输入电流为。若变压器的匝数，输送过程中存在电能损耗，将输送电线的电阻等效为，则下列正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．依题意，输电线有电压损失，可得 可知 ， 故AB错误； CD．根据理想变压器原副线圈匝数与电流关系，可得 ， 故C正确；D错误。 故选C。 【变式1-2】（多选）（23-24高二下·吉林白山·期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为，输出的电功率为，为该发电站设计的远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，输电线的电阻为，设计的输电线上损失功率为输电功率的，用户的额定电压为。对整个输电过程，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．升压变压器副线圈的电压为 C．降压变压器的输入电压为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比为 【答案】AD 【详解】A．设输电线路上的电流为，则有 可得 故A正确； B．设升压变压器原线圈的输入电流为，则 可得的匝数比为 则副线圈的电压为 故B错误； C．降压变压器T2的输入电压为 故C错误； D．降压变压器T2原、副线圈的匝数比为 故D正确。 故选 AD。 考点2：影响输电损耗的因素 【典例2】（2022·四川内江·模拟预测）我国是全球唯一掌握超特高压技术的国家，在全球超特高压领域，中国的标准就是全世界唯一的标准。如图所示是远距离高压输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。下列说法正确的是（    ） A．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大 B．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大 C．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率 D．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率 【答案】C 【详解】A．若用户用电功率增加，由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，A错误； B．若用户用电功率增加，则输电功率增加，输电线上的电流变大，输电线的分压变大，故降压变压器的输入电压变小，B错误； CD．若输电功率一定，根据 可得输电的效率为 可知采用特高压输电可减少输电线上的电流，可减少输电线上损耗的功率，增大输电的效率，C正确，D错误。 故选C。 【变式2-1】浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，采用“特高压”输电后，输电线上的电压损失减少到“超高压”的（　　） A．10% B．25% C．50% D．75% 【答案】C 【详解】输电的电流为 损失的电压为 在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，从500千伏超高压到1000千伏特高压，即变为原来的2倍，则输电电流变为原来的一半，有 故选C。 【变式2-2】（22-23高二下·黑龙江牡丹江·期中）中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化。近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（　　） A．提高输送功率 B．减小输电导线的长度 C．提高输电的电压 D．增大输电导线的横截面积 【答案】CD 【详解】A．提高输送功率会导致输送电流增大，导线损失会增大，故A错误； B．从实际角度出发，发电站与居民住户位置固定，无法有效减少输电导线长度，故B错误； C．输电功率恒定，采用高压输电，可以降低输电电流，从而减少损耗，故C正确； D．增大输电导线的横截面积可以减小输电导线电阻，从而减少损耗，故D正确。 故选CD。 考点3：高压输电的原理与优点 【典例3】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中）2020年9月，中国发布“双碳战略”， 计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一，若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电， 下列说法正确的是（　　） A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍 B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的 C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D．若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 【答案】C 【详解】A．保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电，由，可知输电线中的电流变为原来的倍，故A错误； B．由，可知若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的，故B错误； C．由，可知若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的，故C正确； D．由，可知若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，导线的电阻是原来的；若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电，由，可知输电线上损失的功率是原来的，故D错误。 故选C。 【变式3-1】（23-24高二上·山东青岛·期末）我国新疆昌吉至安徽古泉新建了1100kV特高压直流箱电工程．这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程．如图是交流特高压α和直流特高压输电b的年耗费与输电距离的对比图．下列说法正确的是（    ） A．“西电东送”直流高压输电不需要使用变压器 B．相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少 C．直流特高压输电的线路上没有电能的损耗 D．直流特高压输电在近距离输电上经济效益更高些 【答案】B 【详解】A．要想改变电压，采用高压输电必须要使用变压器，故A错误； B．感抗大小与交流电的频率有关，则相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少，故B正确； C．直流特高压输电的线路上因输电线有电阻，则仍有电能的损耗，故C错误； D．由图可知，直流特高压输电在近距离输电上年消耗过大，经济效益更低些，故D错误。 故选B。 【变式3-2】（多选）（23-24高二下·北京丰台·期中）某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，输电线路的电阻为R。下列说法正确的是（　　） A．提高输电电压后输电线上的电流变为原来的20倍 B．提高输电电压后输电线上的电流变为原来的 C．提高输电电压后输电线上的电压损失减小为原来的 D．提高输电电压后输电线上的功率损失减小为原来的 【答案】BC 【详解】AB．根据题意，由公式可得， 可知，由于电压升高到原来的20倍，则提高输电电压后输电线上的电流变为原来的，故A错误，B正确； C．根据题意，由公式可知，由于提高输电电压后输电线上的电流变为原来的，则提高输电电压后输电线上的电压损失减小为原来的，故C正确； D．根据题意，由公式可知，由于提高输电电压后输电线上的电流变为原来的，则提高输电电压后输电线上的功率损失减小为原来的，故D错误。 故选BC。 考点4：远距离输电损失功率的计算 【典例4】（23-24高二下·江苏徐州·阶段练习）供电电路的电源的输出电压为U1，线路导线上的电压为U2，用电器得到的电压为U3，导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，若要计算线路上的损失功率，不可用的公式有（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】线路上损失的功率为 故选A。 【变式4-1】为减少远距离输电的损耗，某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为，输电电压为，输电线的总电阻为。则下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上的电流为 C．输电线上损失的功率为 D．输电电压提高一倍，输电线上损失的功率减小为原来的一半 【答案】B 【详解】AB．根据 可得，输电线上的电流 设输电线上损失的电压为，则输电电流 故A错误；B正确； C．输电线上损失的功率 故C错误； D．根据 可知，输电电压提高一倍，输电线上损失的功率减小为原来的四分之一。故D错误。 故选B。 【变式4-2】（多选）“西电东送”就是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部地区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压为，输出功率为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为，下列说法正确的是（　　） A．若用户获得的电压为，则 B．用户获得的电压可能大于 C．当用户用电器总电阻增大时，输电线上损失的功率增大 D．输电线上损失的功率为 【答案】BD 【详解】A．升压变压器副线圈两端的电压为 若用户获得的电压为，则降压变压器的输入电压为 由于输电线上有电压损失，故 即 故A错误； B．只要降压变压器原、副线圈匝数比合适，用户获得的电压有可能大于，故B正确； C．当用户用电器总电阻增大时，降压变压器副线圈中电流减小，输电线中电流减小，输电线上损失的功率减小，故C错误； D．升压变压器副线圈中的电流为 输电线上损失的功率为 联立解得 故D正确。 故选BD。 考点5：远距离输电的动态分析 【典例5】（23-24高二下·广西南宁·期末）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，广西在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，变压器定值电阻R0。用户端接一个滑动变阻器R，当滑动变阻器的滑动触头位于中间位置时，R0上消耗的功率为P0。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为2P0 B．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P0 C．若将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则R0上消耗的功率将增大 D．若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑劫，则R0上消耗的功率将减小 【答案】B 【详解】A．如图为等效电路图 设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为 故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A错误； B．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故B正确； C．输电线上的电流为 若将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则R增大，输电线上的电流将减小，R0消耗的功率将减小，故C错误； D．输电线上的电流为 若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动，则R减小，输电线上的电流将增加，R0消耗的功率将增加，故D错误。 故选B。 【变式5-1】（多选）（23-24高二下·云南曲靖·期中）某同学用下图研究远距离输电，图中升压变压器和降压变压器均是理想变压器.若发电厂输出电压不变。当开关S由2改接为1时，通过调节变阻箱阻值使发电厂输出功率也不变，则（    ） A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．用户得到的功率减小 D．输电线损失的功率减小 【答案】AD 【详解】BD．当开关S由2改接为1时，可知升压变压器副线圈匝数增加，根据 可知升压变压器副线圈输出电压增大，通过调节变阻箱阻值使发电厂输出功率也不变，则有 可知升压变压器副线圈输出电流减小，则电流表读数变小，通过的电流减小，则输电线损失的功率减小，故B错误，D正确； AC．根据 可知降压变压器原线圈的输入电压变大，根据 可知降压变压器副线圈输出电压增大，则电压表读数变大；根据 由于发电厂输出功率不变，损失消耗功率减小，则用户得到的功率增大，故A正确，C错误。 故选AD。 【变式5-2】（23-24高二下·江西抚州·期末）2023年2月16日国家电网有限公司特高压直流输电工程—通山抽水蓄能电站开工建设。如图是特高压输电过程的示意图，发电站输出电压稳定，经升压后被整流成800的直流电，经输电线后，被逆变成交流电，再被降压后供用户使用，假设电压在整流和逆变前后有效值不变。则下列说法正确的是（　　） A．将发电站输出的电压整流后仍能利用升压变压器升压 B．采用高压直流输电时，可减小输电线路上电感的影响 C．用户越多，输电线上损耗的功率越小 D．保持输电功率不变，若电压经升压和整流后为400，输电线上损耗的功率加倍 【答案】B 【详解】A．将发电站输出的电压直接整流，则输入升压变压器原线圈的为直流电，升压变压器的副线圈将不会输出电压，所以将发电站输出的电压整流后不能利用升压变压器升压，A错误； B．长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电环节可以使用直流电，故B正确； C．用户增多，降压变压器副线圈中的电流增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电流增大，则由公式 可知，输电线上损耗的功率增大，故C错误； D．保持输电功率不变，由公式 可知，若电压经升压和整流后为400kV，输电线中的电流变为原来的2倍，由可知输电线上损耗的功率变为原来的4倍，故D错误。 故选B。 考点6：计算用户端用电器的数量 【典例6】（22-23高二下·陕西咸阳·期中）某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。输电电路如图所示，求： （1）高压输电线的电流； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“，”的电灯多少盏？ 【答案】（1）20A；（2）240:11；（3）800 【详解】（1）根据如图所示输电线路，由题意可知,得 （2）根据功率相等，得 则有 所以 （3）设最多安装n个40W电灯，根据匝数与电压成正比，则有 解得 【变式6-1】光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一所偏远学校的教室供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出功率为100kW、输出电压为250V，输电线的总电阻；该学校每间教室有标有“220V  60W”字样的电灯16盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的4%，求： （1）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。 （2）该光伏发电系统至多能供电照明的教室的间数。 【答案】(1)1:20；(2)100 【详解】(1)发电机的输出电流为 输电线的电流满足 解得 根据变压器电流关系得 (2)根据能量守恒得 解得 【变式6-2】某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。 （1）输电电路如上图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比； （2）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“”的电灯多少盏？ 【答案】（1），；（2）个 【详解】（1）根据如图所示输电线路，设高压输电线电流，输电电压为，由题意可知, 得 所以有 根据匝数与电压成正比，则有 则有 所以 （2）设最多安装n个40W电灯，根据功率相等，则有 解得个 一、单选题 1．（24-25高二下·全国·课后作业）为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了利用电流的热效应除冰的思路。若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不变的情况下，通过自动调节高压输电变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为16ΔP，则除冰时（　　） A．输电电流为4I B．输电电流为16I C．输电电压为4U D．输电电压为 【答案】A 【详解】AB．高压线上的热耗功率为 若热耗功率变为16ΔP，则有 解得 故A正确，B错误； CD．又因为输送功率不变，则 解得 故CD错误。 故选A。 2．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）某一远距离输电线路分别用U和kU两种电压来输电，若输送功率相同，则在两种情况下输电线上损失的功率之比为（　　） A．k2：1 B．k：1 C．1：k2 D．1：k 【答案】A 【详解】由功率相同，可以得到电流关系 输电线路的电阻一定，所以损失的功率之比为 故A正确。 故选A。 3．（23-24高二下·广东揭阳·期末）我国在高压输电方面具有国际领先水平，早在2011年我国就正式投产了世界首条商业运营的特高压交流输电工程——“1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程”。假设某地原来采用200kV的高压输电，输电线损耗功率为P，后改用800kV的特高压输电，输电功率不变，则输电线损耗功率为（    ） A． B． C．4P D．16P 【答案】B 【详解】输电线上损失的功率为 可知，损失的功率与电压的平方成反比，所以 所以输电线上损失的功率将变为 故选B。 4．（23-24高二下·广东东莞·期末）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、副线圈匝数比，在的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足，若原线圈的输入电功率，输电线总电阻为。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　） A．1kW B．2kW C．10kW D．20kW 【答案】B 【详解】升压变压器T原线圈所加电压的有效值为 根据可得，升压变压器T原线圈中的电流 根据理想变压器的电流规律 解得输电线中电流 输电线上损失的电功率 故选B。 5．（23-24高二下·广东广州·期末）如图所示为远距离输电的简易图，M和N为理想升压变压器和理想降压变压器，已知变压器M的原、副线圈匝数比为，变压器N的原、副线圈匝数比为，变压器M原、副线圈两端的电压分别为，，变压器N原、副线圈两端的电压分别为、，发电厂输出电压恒定，输电线的总电阻为r。则下列说法正确的是（　　） A．的频率大于的频率 B．用户增多，、均不变 C．通过变压器M原线圈的电流等于通过变压器N副线圈的电流 D．用户增多，输电线上损耗的电功率不变 【答案】C 【详解】A．变压器不改变交变电流的频率，故U1的频率等于U4的频率，故A错误； B．发电厂输出电压恒定，即不变，又因为变压器M的原、副线圈匝数比不变，所以不变；用户增多，则用户回路电流变大，则输送电流变大，损失电压变大，降压变压器输入电压变小，降压变压器的输出电压变小，故B错误； C．根据变压器原副线圈电流和匝数关系 可解得 故C正确； D．由B分析可知，用户增多，输送电流变大，根据 可知，输电线上损耗的电功率变大，故D错误。 故选C。 6．（24-25高二下·全国·单元测试）如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，图乙为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。理想变压器原、副线圈匝数分别为、，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（    ） A． B． C．对于原线圈回路，虚线部分的等效电阻为 D．输电线路上损耗的功率为 【答案】B 【详解】AB．设用户端理想变压器原、副线圈两端电压分别为、，电流分别为、，则根据理想变压器特点 得 对原线圈电路有 由上式可得 故A错误，B正确； C．由 结合 联立可得 故C错误； D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为，则上消耗功率为 故D错误。 故选B。 7．（24-25高二下·全国·课后作业）近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，现将输送电压由220kV升级为1000kV，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压及用户得到的电压不变，输电线的电阻不变，变压器均为理想变压器，则下列说法错误的是（    ） A．变为原来的 B．输电线上的电流变为原来的 C．输电线损失的功率变为原来的 D．降压变压器原、副线圈匝数比变小 【答案】D 【详解】A．不变，变为原来的，根据 所以变为原来的，故A正确； B．根据 可知，因变为原来的2倍，变为原来的，则输电线上的电流变为原来的，故B正确； C．根据 可知变为原来的，故C正确； D．总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则变大，又变小，，则变大，故D错误。 本题选错误的，故选D。 二、多选题 8．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器副线圈两端的电压U2=2×103V B．输电线损失的电压为3.8×103V C．输电线损失的功率为5×103W D．若用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为190：11 【答案】CD 【详解】C．发电系统输送功率为，则升压变压器原线圈电流为 根据理想变压器电流与匝数成反比 可得升压变压器副线圈电流为 则输电线损失的功率为 故C正确； ABD．根据理想变压器电压与匝数成正比 可知升压变压器副线圈输出电压为 输电线损失的电压为 则降压变压器原线圈电压为 根据理想变压器电压与匝数成正比 可得降压变压器原、副线圈的匝数比为 故AB错误，D正确。 故选CD。 9．（24-25高二下·全国·课后作业）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则在用电高峰时，下列说法正确的是（    ） A．电压表、的读数均不变，电压表、的读数均减小 B．电流表的读数不变，电流表、的读数均增大 C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值不变 D．输电线路损耗的功率增大 【答案】ACD 【详解】AB．因发电厂的输出电压一定，可知升压变压器的原线圈两端的电压不变，即电压表的读数不变，由 可知升压变压器副线圈两端的电压不变，即电压表的示数不变；因为和匝数比都不变，用电高峰期，用电器总电阻减小，降压变压器副线圈中电流增大，根据理想变压器原、副线圈中电流与匝数成反比知线路中电流都增大，即电流表、、的读数均增大，输电线上的电压损失增大，故电压表、的读数均减小，故A正确，B错误； C．电流表、的读数之差与电流表的读数的比值等于输电线的电阻值，不会变化，故C正确； D．输电线上的功率 且输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故D正确。 故选ACD。 10．（24-25高二上·河南新乡·阶段练习）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为100kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器总功率为4kW，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器），则（   ） A．输电线路中的电流为5A B．输电线路中的电流为2500A C．高压变压器原、副线圈的匝数比为 D．高压变压器原、副线圈的匝数比为 【答案】AD 【详解】AB．由题意可知，总功率为 线路损耗功率为 根据 解得 故A正确；B错误； CD．高压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 故C错误；D正确。 故选AD。 三、解答题 11．（23-24高二下·江苏扬州·期中）如图所示为某工厂购买的升压变压器和降压变压器各一台，给工厂车间供电，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比，输电线总电阻。发电机输出电压，输出功率为。问： （1）降压变压器的输出电压为多大？ （2）工厂获得的功率为多大？ 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据 可得升压变压器副线圈输出电压为 根据 可得通过输电线电流为 则降压变压器原线圈输入电压为 根据 可得降压变压器的输出电压为 （2）工厂获得的功率为 又 联立可得 12．（24-25高二上·全国·课后作业）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量为，落差，河水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，用户获得220V的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。取） (1)求输电线中的电流； (2)求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比； (3)如果输送的电能供“220V  100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。 【答案】(1) (2)， (3)470盏 【详解】（1）发电机的输出功率 输电线上损失的电功率 又 解得输电线中的电流为。 （2）升压变压器原线圈两端的电压 副线圈两端的电压为 故升压变压器原、副线圈的匝数比为 输电线上的电压损失为 降压变压器原线圈两端的电压为 降压变压器副线圈两端的电压为，故降压变压器原、副线圈的匝数比为 （3）设正常发光的电灯的盏数为，则 13．（23-24高二下·四川广安·期末）输电能耗演示电路如图所示。开关接1时，升压变压器原、副线圈匝数比；开关接2时，升压变压器原、副线圈匝数比；降压变压器原、副线圈匝数比，在升压变压器原线圈输入电压的正弦交流电，连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载，当开关S接1时，负载R消耗的功率。求： （1）输电线的总电阻r； （2）当开关S接2时，负载R消耗的功率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）依题意，可得 ， 解得 ， 根据理想变压器匝数与电压、电流关系可得 ，， 解得 ，， 可得 （2）当开关S接2时，有 ，， 且 ， 解得 ， 负载R消耗的功率 14．（24-25高二下·全国·期末）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 (1)求输电线路中的电流； (2)高压变压器原、副线圈的匝数比； (3)深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 【答案】(1)5A (2) (3) 【详解】（1）由题意可知，总功率为 线路损耗功率为 由,解得 （2）高压变压器副线圈两端的电压为 由，解得 （3）需要的基站个数个 每个基站一天耗电量约为 总耗电量约为 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第08讲 电能的输送（预习） 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（6大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1．明确常规输电过程，理解远距离输电的要求。 2. 明确远距离输电时电压损失和功率损失与哪些因素有关及减小电能损失的方法，理解高压输电的原理。 3. 会对简单的远距离输电线路进行定量计算。 知识点1：远距离输电的两种损失 【情境导入】 发电厂（站）要建在靠近能源的地方，而用电的地方却分布很广，大部分地方离电厂很远，故需要远距离输电，如何才能有效输送电能呢? 1．输电线路的电压损失 输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻． 2．输电线路的功率损失 （1）远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2r. （2）若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为 损失的电功率有四个不同的表达式，要明确各量的含义。ΔP＝I2r中，r为输电线的阻值;中，P为输电功率U为电路始端的输电电压，不是线路的电压损失;及中，是输电线上的电压降少量（电压损失）。 知识点2：高压交流输电 1. 减少输电损耗的方法 （1）减小输电线的电阻r：由可知，在输电线长度L一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小、横截面积大的导线。目前一般用电阻率较小的铝作导线。但是，要增大导线的横截面积，就要多耗费金属材料，会使输电线过重，给架线带来较大困难。 （2）减小输电导线中的电流I：在输电导线电阻不变的条件下，输电电流如果减小到原来的百分之一，根据知输电的功率损耗将减小到原来的万分之一。由P=UI可知在保证输送功率不变的前提下，可提高输电电压以减小输电电流。 高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，选择合适的输电电压。 2. 输电过程 如下图所示，发电厂用升压变压器升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区由“一次高压变电站”降到100kV左右，在更接近用户的地点再由“二次高压变电站”降到 10kV左右。然后，一部分电能送往用电量大的工业用户另一部分经“低压变电站”降至 220 V/380V，送给其他用户。 知识点3：远距离高压输电原理 1．输电原理图 首先应画出远距离输电的电路图（如图），并将已知量和待求量写在电路图的相应位置． 2．理清三个回路 回路1：P1＝U1I1 回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3 回路3：P4＝U4I4. 3．七个关系 （1）功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4. （2）电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝. （3）电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝. （4）输电电流：I线＝＝＝. （5）输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝＝ΔU·I线． （6）输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3. （7）输电效率η＝×100%. 知识点4：电网供电 1．电网 最初的供电方式是一个电厂给一批用户“一对一”提供服务，现在是通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网。 2. 电网供电的好处 （1）在一次能源产地安装大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益； （2）可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡; （3）可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。 教材习题01 输送功率为P，输送电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为，则输电线损失功率和用户得到的功率各是多少？ 解题方法 【详解】输送功率为P，输送电压为U，则输送电流 输电线损失功率 用户得到的功率 或者 【答案】；或者。 教材习题02 采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用户使用。如何确定降压变压器原、副线圈的匝数比？某发电站输出功率P=2000kW，用电阻R=20的输电线向外输送电能，若采用100kV高压输电，接入城市配电网络时需降压到10kV，那么，变压器原、副线圈的匝数比为多大？ 解题方法 【详解】根据输电电压减去导线上的电压损失即为降压变压器原线圈电压，用户得到的电压为变压器次级电压，则降压变压器的匝数比等于初级电压与次级电压之比； 输电电流为 则变压器初级电压U1=U-IR=100000-20×20=99600V 变压器原、副线圈的匝数比为 【答案】249：25 教材习题03 某发电厂原来用11V的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法是否正确?请阐述理由。 说法1：根据公式，提高电压后输电线上的电流减小为原来的； 说法2：根据公式，提高电压后输电线上的电流增大为原来的20倍。 说法3：根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的。 说法4：根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍。 解题方法 【详解】[1]根据公式，电压提高了20000倍，则输电线上的电流减小为原来的，故此说法错误。 [2]根据公式，其中U为输电线路电阻R上分得的电压，并不是输送电压，故此说法错误。 [3]根据公式，电压提高了20000倍后，输电线上的功率损失减小为原来的，故此说法错误。 [4]根据公式，其中U为输电线路电阻R上分得的电压，并不是输送电压，故此说法错误。 【答案】249：25 考点1：升压变压器和降压变压器 【典例1】（22-23高二下·广西柳州·阶段练习）（多选）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为，已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比 B．输电线上的电流 C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 【变式1-1】（23-24高二下·广东潮州·期末）如图为大唐发电厂供电流程的简化图，理想升压变压器将发电厂的输出电压升压为，理想降压变压器再把电压降至，为用户设备供电，发电厂的输出电流为，升压变压器输出电流为，降压变压器输入电流为，此时用户设备的输入电流为。若变压器的匝数，输送过程中存在电能损耗，将输送电线的电阻等效为，则下列正确的是（    ） A． B． C． D． 【变式1-2】（多选）（23-24高二下·吉林白山·期末）某小型发电站发电机输出的交流电压为，输出的电功率为，为该发电站设计的远距离输电原理图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，输电线的电阻为，设计的输电线上损失功率为输电功率的，用户的额定电压为。对整个输电过程，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．升压变压器副线圈的电压为 C．降压变压器的输入电压为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比为 考点2：影响输电损耗的因素 【典例2】（2022·四川内江·模拟预测）我国是全球唯一掌握超特高压技术的国家，在全球超特高压领域，中国的标准就是全世界唯一的标准。如图所示是远距离高压输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。下列说法正确的是（    ） A．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大 B．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大 C．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率 D．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率 【变式2-1】浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，采用“特高压”输电后，输电线上的电压损失减少到“超高压”的（　　） A．10% B．25% C．50% D．75% 【变式2-2】（22-23高二下·黑龙江牡丹江·期中）中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化。近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（　　） A．提高输送功率 B．减小输电导线的长度 C．提高输电的电压 D．增大输电导线的横截面积 考点3：高压输电的原理与优点 【典例3】（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中）2020年9月，中国发布“双碳战略”， 计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一，若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV 高压输电升级为1500kV的特高压输电， 下列说法正确的是（　　） A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍 B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的 C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D．若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变 【变式3-1】（23-24高二上·山东青岛·期末）我国新疆昌吉至安徽古泉新建了1100kV特高压直流箱电工程．这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程．如图是交流特高压α和直流特高压输电b的年耗费与输电距离的对比图．下列说法正确的是（    ） A．“西电东送”直流高压输电不需要使用变压器 B．相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少 C．直流特高压输电的线路上没有电能的损耗 D．直流特高压输电在近距离输电上经济效益更高些 【变式3-2】（多选）（23-24高二下·北京丰台·期中）某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，输电线路的电阻为R。下列说法正确的是（　　） A．提高输电电压后输电线上的电流变为原来的20倍 B．提高输电电压后输电线上的电流变为原来的 C．提高输电电压后输电线上的电压损失减小为原来的 D．提高输电电压后输电线上的功率损失减小为原来的 考点4：远距离输电损失功率的计算 【典例4】（23-24高二下·江苏徐州·阶段练习）供电电路的电源的输出电压为U1，线路导线上的电压为U2，用电器得到的电压为U3，导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，若要计算线路上的损失功率，不可用的公式有（　　） A． B． C． D． 【变式4-1】为减少远距离输电的损耗，某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为，输电电压为，输电线的总电阻为。则下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上的电流为 C．输电线上损失的功率为 D．输电电压提高一倍，输电线上损失的功率减小为原来的一半 【变式4-2】（多选）“西电东送”就是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部地区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压为，输出功率为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为，下列说法正确的是（　　） A．若用户获得的电压为，则 B．用户获得的电压可能大于 C．当用户用电器总电阻增大时，输电线上损失的功率增大 D．输电线上损失的功率为 考点5：远距离输电的动态分析 【典例5】（23-24高二下·广西南宁·期末）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，广西在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，变压器定值电阻R0。用户端接一个滑动变阻器R，当滑动变阻器的滑动触头位于中间位置时，R0上消耗的功率为P0。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为2P0 B．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P0 C．若将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则R0上消耗的功率将增大 D．若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑劫，则R0上消耗的功率将减小 【变式5-1】（多选）（23-24高二下·云南曲靖·期中）某同学用下图研究远距离输电，图中升压变压器和降压变压器均是理想变压器.若发电厂输出电压不变。当开关S由2改接为1时，通过调节变阻箱阻值使发电厂输出功率也不变，则（    ） A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．用户得到的功率减小 D．输电线损失的功率减小 【变式5-2】（23-24高二下·江西抚州·期末）2023年2月16日国家电网有限公司特高压直流输电工程—通山抽水蓄能电站开工建设。如图是特高压输电过程的示意图，发电站输出电压稳定，经升压后被整流成800的直流电，经输电线后，被逆变成交流电，再被降压后供用户使用，假设电压在整流和逆变前后有效值不变。则下列说法正确的是（　　） A．将发电站输出的电压整流后仍能利用升压变压器升压 B．采用高压直流输电时，可减小输电线路上电感的影响 C．用户越多，输电线上损耗的功率越小 D．保持输电功率不变，若电压经升压和整流后为400，输电线上损耗的功率加倍 考点6：计算用户端用电器的数量 【典例6】（22-23高二下·陕西咸阳·期中）某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。输电电路如图所示，求： （1）高压输电线的电流； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“，”的电灯多少盏？ 【变式6-1】光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一所偏远学校的教室供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出功率为100kW、输出电压为250V，输电线的总电阻；该学校每间教室有标有“220V  60W”字样的电灯16盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的4%，求： （1）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。 （2）该光伏发电系统至多能供电照明的教室的间数。 【变式6-2】某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。 （1）输电电路如上图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比； （2）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“”的电灯多少盏？ 一、单选题 1．（24-25高二下·全国·课后作业）为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了利用电流的热效应除冰的思路。若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不变的情况下，通过自动调节高压输电变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为16ΔP，则除冰时（　　） A．输电电流为4I B．输电电流为16I C．输电电压为4U D．输电电压为 2．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）某一远距离输电线路分别用U和kU两种电压来输电，若输送功率相同，则在两种情况下输电线上损失的功率之比为（　　） A．k2：1 B．k：1 C．1：k2 D．1：k 3．（23-24高二下·广东揭阳·期末）我国在高压输电方面具有国际领先水平，早在2011年我国就正式投产了世界首条商业运营的特高压交流输电工程——“1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程”。假设某地原来采用200kV的高压输电，输电线损耗功率为P，后改用800kV的特高压输电，输电功率不变，则输电线损耗功率为（    ） A． B． C．4P D．16P 4．（23-24高二下·广东东莞·期末）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、副线圈匝数比，在的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足，若原线圈的输入电功率，输电线总电阻为。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　） A．1kW B．2kW C．10kW D．20kW 5．（23-24高二下·广东广州·期末）如图所示为远距离输电的简易图，M和N为理想升压变压器和理想降压变压器，已知变压器M的原、副线圈匝数比为，变压器N的原、副线圈匝数比为，变压器M原、副线圈两端的电压分别为，，变压器N原、副线圈两端的电压分别为、，发电厂输出电压恒定，输电线的总电阻为r。则下列说法正确的是（　　） A．的频率大于的频率 B．用户增多，、均不变 C．通过变压器M原线圈的电流等于通过变压器N副线圈的电流 D．用户增多，输电线上损耗的电功率不变 6．（24-25高二下·全国·单元测试）如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，图乙为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。理想变压器原、副线圈匝数分别为、，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（    ） A． B． C．对于原线圈回路，虚线部分的等效电阻为 D．输电线路上损耗的功率为 7．（24-25高二下·全国·课后作业）近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，现将输送电压由220kV升级为1000kV，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压及用户得到的电压不变，输电线的电阻不变，变压器均为理想变压器，则下列说法错误的是（    ） A．变为原来的 B．输电线上的电流变为原来的 C．输电线损失的功率变为原来的 D．降压变压器原、副线圈匝数比变小 二、多选题 8．（24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期中）如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器副线圈两端的电压U2=2×103V B．输电线损失的电压为3.8×103V C．输电线损失的功率为5×103W D．若用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为190：11 9．（24-25高二下·全国·课后作业）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则在用电高峰时，下列说法正确的是（    ） A．电压表、的读数均不变，电压表、的读数均减小 B．电流表的读数不变，电流表、的读数均增大 C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值不变 D．输电线路损耗的功率增大 10．（24-25高二上·河南新乡·阶段练习）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为100kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器总功率为4kW，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器），则（   ） A．输电线路中的电流为5A B．输电线路中的电流为2500A C．高压变压器原、副线圈的匝数比为 D．高压变压器原、副线圈的匝数比为 三、解答题 11．（23-24高二下·江苏扬州·期中）如图所示为某工厂购买的升压变压器和降压变压器各一台，给工厂车间供电，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比，输电线总电阻。发电机输出电压，输出功率为。问： （1）降压变压器的输出电压为多大？ （2）工厂获得的功率为多大？ 12．（24-25高二上·全国·课后作业）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量为，落差，河水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，用户获得220V的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。取） (1)求输电线中的电流； (2)求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比； (3)如果输送的电能供“220V  100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。 13．（23-24高二下·四川广安·期末）输电能耗演示电路如图所示。开关接1时，升压变压器原、副线圈匝数比；开关接2时，升压变压器原、副线圈匝数比；降压变压器原、副线圈匝数比，在升压变压器原线圈输入电压的正弦交流电，连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载，当开关S接1时，负载R消耗的功率。求： （1）输电线的总电阻r； （2）当开关S接2时，负载R消耗的功率。 14．（24-25高二下·全国·期末）目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 (1)求输电线路中的电流； (2)高压变压器原、副线圈的匝数比； (3)深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$