4. 电能的传输（分层作业）物理教科版选择性必修第二册

3.4 电能的传输 一、单选题 1．对于电能输送的以下说法，正确的是（　　） A．输送电能的基本要求是经济实惠 B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积 D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等 【答案】D 【详解】A．输送电能的基本要求不仅要经济实惠，还要保证质量，安全可靠，故选项A错误； B．减小输电导线上功率损失的方法是采用高压输电，但不是唯一方法，还可以减小输电线电阻的方法，故选项B错误； C．减小输电线上电压损失的方法是增大导线的横截面积，减小电阻率，采用高压输电等，增大横截面积不是唯一的方法，故选项C错误； D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等，说法正确，故选项D正确。 故选D。 2．远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，通常要提高输电电压。如果保持输送的电功率不变，将输电电压变为原来的两倍，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流变为原来的2倍 B．输电线上的电流变为原来的 C．输电线上的电压损耗变为原来的 D．输电线上的功率损耗变为原来的 【答案】D 【详解】AB．根据 可知将输电电压变为原来的两倍，电流变为原来的一半，故AB错误； C．保持输送的电功率不变，输电线上的电压损耗 将输电线电压提高2倍，则电压损耗变为原来的一半，故C错误； D．输电线上的功率损耗 将输电线电压提高2倍，则电压损耗变为原来的，故D正确。 故选D。 3．马先生投资85万建了一个小水电站。已知该水电站的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。已知输电过程中输电线上损失的功率为5kW。则下列说法正确的是（　　） A．输电线上通过的电流为625A B．升压变压器的输出电压为4000V C．降压变压器的匝数比为200：11 D．升压变压器的匝数比为5：76 【答案】B 【详解】A．根据 求得 故A错误； B．变压器不损耗能量，功率不变，根据求得输出电压为 故B正确； C．降压变压器输入端电压 又由可得 故C错误； D．根据可得 升压变压器的匝数比为1：16，故D错误。 故选B。 4．下列说法正确的是（　　） A．理想变压器可以改变交流电的频率 B．在实际输电过程中，输电电压越高越好 C．采用直流输电技术，会增加感抗和容抗 D．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 【答案】D 【详解】A．理想变压器不能改变交流电的频率，A错误； B．在实际输电过程中，输电电压不是越高越好，输电电压越高，对输电线路绝缘性能及变压器的要求就越高，所以要综合考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压，B错误； C．采用直流输电技术，会减少感抗和容抗，C错误； D．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正确。 故选D。 5．“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能量将减少到原来的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】题意知电流 则输电线路上损失的功率 输送电压提高到原来的10倍，则损失的功率变为原来的。 故选B。 二、多选题 6．如图所示为远距离输电过程示意图，下列说法正确的是（　　）    A．低压变电站中变压器的副线圈匝数比原线圈多 B．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好 C．其他条件不变，用户消耗的电功率越大，线路损耗的电功率也越大 D．其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数加倍，线路损耗的电功率增大 【答案】CD 【详解】A．低压变电站为降压变压器，副线圈匝数比原线圈少，故A错误； B．高压输电并不是越高越好，电压越高，对输电线路的绝缘性能等的要求就越高，故B错误； C．其他条件不变，用户消耗的电功率越大，则用户端的总电流就越大，输电线路的电流也就越大，根据 可知线路损耗的电功率也越大，故C正确； D．其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数加倍，则升压变压器副线圈电压会减小，根据输入功率等于输出功率，结合 可知输电线路电流增大，线路损耗的电功率增大，故D正确。 故选CD。 7．在例题中，若理想降压变压器原、副线圈匝数比为n1:n2，其他条件不变，下列关系式正确的是（　　） A．＝ B．U=I1r+U1 C．输电线路上损失的电功率为 D．理想变压器的输入功率为UI1-Ir 【答案】BD 【详解】A．由于输电线与用户间连有一理想变压器，匝数与电流成反比，所以 故A错误； B．输电线上损失的电压为 故B正确； C．等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线损耗的功率是 故C错误； D．理想变压器的输入功率为 故D正确。 故选BD。 8．如图所示是远距离输电示意图，电站的原输出电压U1＝250V，输出功率P1＝1×105W，输电线电阻R＝8。则进行远距离输电时，下列说法正确的是（　　） A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小 B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大 C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比＝ D．用800kV高压输电，输电线损耗功率为8000W 【答案】AC 【详解】A．由知，电站的输出功率突然增大，U3减小，又，故U4也减小，选项A正确； B．由知U1不变时，U2也不变，选项B错误； C．升压变压器的原线圈和副线圈电流为 可得 故C正确； D．用800kV高压输电，可得 U2′＝800kV 故D错误。 故选AC。 9．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．如图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。图中变压器均为理想变压器，所有电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压不变，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻（视为纯电阻），其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．在用电高峰期，用户用电器的总电阻比平时小 B．增大R，电流表A1、A2、A3示数均变小 C．调节R，电压表V3的示数变化量大小与电流表A3的示数变化量大小之比为R0 D．若降压变压器原副线圈的匝数为n3、n4，则当时，用户端的功率达到最大值 【答案】AB 【详解】A．在用电高峰期，用户端并联的用电器增多，故总电阻比平时小，故A正确； B．由闭合电路欧姆定律得 V2示数不变，增大R，则A3示数变小，根据理想变压器电流与匝数关系 可知电流表A2示数变小，又由于 则电流表A1示数变小，故B正确； C．电压表V3的示数与电压表V2的示数、电流表A2的示数之间的关系为 电压表V2的示数不变，电流表A2的示数与电流表A3的示数关系为 所以电压表V3的示数变化量大小与电流表A3的示数变化量大小之比为 故C错误； D．降压变压器的等效电阻为 根据闭合电路欧姆定律可知，时，输出功率最大，即当时，用户端的功率达到最大值，故D错误。 故选AB。 三、解答题 11．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，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求: （1）升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线的总电阻R； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1）1:5；（2）；（3）95:11 【详解】（1）升压变压器、副线圈匝数比为 （2）发电机输出功率等于升压变压器的输出功率，有 导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有 输电线的总电阻 （3）设降压变压器原线圈上电压为 降压变压器原、副线圈匝数比为 12．一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为，两变压器间输电线的总电阻为，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求： （1）升压变压器副线圈两端的电压； （2）输电导线上的功率损失及用户得到的功率； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1）2500V；（2）60kW，440kW；（3） 【详解】输电线路原理图如图所示    （1）升压变压器副线圈两端的电压为 （2）输电导线上的电流为 输电导线上的功率损失为 用户得到的功率为 （3）输电导线上的电压为 降压变压器原线圈两端的电压为 降压变压器原、副线圈的匝数比为 13．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 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.4 电能的传输 一、单选题 1．对于电能输送的以下说法，正确的是（　　） A．输送电能的基本要求是经济实惠 B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积 D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等 2．远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，通常要提高输电电压。如果保持输送的电功率不变，将输电电压变为原来的两倍，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流变为原来的2倍 B．输电线上的电流变为原来的 C．输电线上的电压损耗变为原来的 D．输电线上的功率损耗变为原来的 3．马先生投资85万建了一个小水电站。已知该水电站的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。已知输电过程中输电线上损失的功率为5kW。则下列说法正确的是（　　） A．输电线上通过的电流为625A B．升压变压器的输出电压为4000V C．降压变压器的匝数比为200：11 D．升压变压器的匝数比为5：76 4．下列说法正确的是（　　） A．理想变压器可以改变交流电的频率 B．在实际输电过程中，输电电压越高越好 C．采用直流输电技术，会增加感抗和容抗 D．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 5．“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能量将减少到原来的（　　） A． B． C． D． 二、多选题 6．如图所示为远距离输电过程示意图，下列说法正确的是（　　）    A．低压变电站中变压器的副线圈匝数比原线圈多 B．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好 C．其他条件不变，用户消耗的电功率越大，线路损耗的电功率也越大 D．其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数加倍，线路损耗的电功率增大 7．在例题中，若理想降压变压器原、副线圈匝数比为n1:n2，其他条件不变，下列关系式正确的是（　　） A．＝ B．U=I1r+U1 C．输电线路上损失的电功率为 D．理想变压器的输入功率为UI1-Ir 8．如图所示是远距离输电示意图，电站的原输出电压U1＝250V，输出功率P1＝1×105W，输电线电阻R＝8。则进行远距离输电时，下列说法正确的是（　　） A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小 B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大 C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比＝ D．用800kV高压输电，输电线损耗功率为8000W 9．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．如图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。图中变压器均为理想变压器，所有电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压不变，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻（视为纯电阻），其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．在用电高峰期，用户用电器的总电阻比平时小 B．增大R，电流表A1、A2、A3示数均变小 C．调节R，电压表V3的示数变化量大小与电流表A3的示数变化量大小之比为R0 D．若降压变压器原副线圈的匝数为n3、n4，则当时，用户端的功率达到最大值 三、解答题 11．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，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求: （1）升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线的总电阻R； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 12．一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为，两变压器间输电线的总电阻为，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求： （1）升压变压器副线圈两端的电压； （2）输电导线上的功率损失及用户得到的功率； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 13．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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$