第三章 第4节 电能的输送-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(人教版 江苏专用)

物理 选择性必修 第二册 江苏专用 1 4 第4节 电能的输送 刷基础 2 1.［甘肃白银2025高二上期末］特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低.假设从 处采用 的超高压向处输电，输电线上损耗的电功率为.在保持 处输送的电功率和输电线电阻 都不变的条件下，改用特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 .不考虑其他因素的 影响，则 为( ) C A.2 B. C. D. 题型1 输电线上电压、功率损失的计算 3 解析 若采用的超高压输电,输电线上损耗的功率,若改用 的特高压输 电,同理有,由于,所以 ,故选C. 题型1 输电线上电压、功率损失的计算 4 2.［江苏扬州中学2025高二上月考］如图为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是 ， 用等效总电阻是的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为 .在输电线与 用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是 .则( ) D A.用户端的电压为 B.输电线上损失的电压为 C.理想变压器的输入功率为 D.输电线路上损失的电功率为 题型1 输电线上电压、功率损失的计算 5 解析 根据题意,设变压器的原线圈匝数为,副线圈的匝数为,用户端的电压为 ,由电流与线圈 匝数的关系有,由电压与线圈匝数的关系有,解得 ,故A错误；输电线 上损失的电压为,或由可得 ,故B错误；理想变压器的输入功率为 ,故C错误；输电线路上损失的电功率为,或 ,故D正确. 题型1 输电线上电压、功率损失的计算 6 关键点拨 解答本题的关键是知道输出功率与输出电压和输出电流的关系,损失电压与电流和电阻的关系,要 掌握输电导线上损耗的电功率的表达式 . 题型1 输电线上电压、功率损失的计算 7 3.某电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器与降压变压器间输电线的总电阻为 ，升压变压 器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈匝数比 ，变压器均为理想变压器，若 发电机的输出电压为，用户输入端电压为，用户消耗的电功率为 ，则( ) C A.升压变压器原线圈中的电流为 B.输电线上损失的电压为 C.因输电线发热而损失的功率为 D.电路的输电效率为 题型2 远距离输电的电路分析 8 解析 依题意,用户消耗的电功率为 ,由于输电线路上有功率损耗,所以升压变压器输入端的功率一 定大于,则理想升压变压器输入端的电流 ,故A错误；根据理想变压器原、副线圈电压与匝 数比关系可得,降压变压器输入端的电压 ,升压变压器原、副线圈电压比 ,则,可得输电线上损失的电压为 ,故B错误；用户消耗 的电功率为,可得降压变压器副线圈中的电流为 ,根据原、副线圈电流与匝数比关系 可得,输电线上的电流,则因输电线发热而损失的功率为 , 故C正确；电路的输电效率为,根据,可得 ,则 ,故D错误. 题型2 远距离输电的电路分析 9 4.［河北邯郸2025高二上月考］一光伏发电站输出电压恒为 ，现准备向远处输电，输电示意 图如图所示.若该发电站的输出功率为，该发电站到用户之间采用 高压进行远 距离输电，输电线的总电阻为 ，用户获得 电压.变压器视为理想变压器，下列说法正确 的是( ) C A.升压变压器的原、副线圈匝数比为 B.输电线上损失的功率为 C.降压变压器的原、副线圈匝数比为 D.若用户消耗的功率增大，则用户电路两端的电压 也增大 题型2 远距离输电的电路分析 10 解析 升压变压器的原、副线圈匝数比为 ,故A错误；输电线上的电流为 ,输电线上损失的功率为 ,故B错误；降 压变压器的输入电压 ,则降压变压器的原、副线圈 匝数比为 ,故C正确；若用户消耗的功率增大,则发电系统输出功率一定增大,升 压变压器的输入电压不变,则升压变压器原线圈中的电流增大,故副线圈中的电流 也增大,即 输电电流增大,输出电压不变,又因为,所以降压变压器的输入电压 减小,输出电压 即用户电路两端的电压 减小,故D错误. 题型2 远距离输电的电路分析 11 5.［北京六十六中2024高二下期中］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( ) B 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 易错点 不能区分输电电压和输电线上损失的电压 12 解析 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 ,A 错误,B正确；输电线上损失的功率,故C错误；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,D错误. 易错点 不能区分输电电压和输电线上损失的电压 13 易错分析 本题易认为输电电压为输电线上损失的电压,从而误选A或C.输电电压为升压变压器的输出电压,要 注意与输电线上损失的电压的区别. 易错点 不能区分输电电压和输电线上损失的电压 14 4 第4节 电能的输送 刷提升 15 1.［宁夏银川2024高二上期末改编］如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表 述不正确的是( ) C A.增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的能量损失 B.高压输电通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的能量损耗 越小 D.高压输电必须综合考虑各种因素，电压不是越高越好 16 解析 远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗,由 可知,在保证输电功率 不变的前提下有两种方式可减小输电过程中的能量损失,一是减小输电线的电阻,由 知,可增 大输电导线的横截面积,二是减小输电电流,A、B正确；若输电电压一定,由 知,输送的电功 率越大,输电电流越大,则输电过程中的能量损耗 越大,C错误；输电电压过高会增加绝缘 难度,提高架线费用,还容易引起大气放电,增加能量损耗,故综合考虑各种因素,电压不是越高越好,D 正确. 17 2.［广东实验中学2024高二下期中］如图所示为远距离输电的示意图，已知交流电源电压为 ， 升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为，负载 正常工作. 增大输电距离，输电线电阻随之增大，若要保证负载仍能正常工作，只改变一个量，下列做法可 行的是( ) A A.增大 B.减小 C.增大 D.减小 18 解析 输电距离增大,输电线电阻随之增大,输电线上损耗的电压增多,要保证负载仍能正常工作,即 降压变压器副线圈两端电压不变.增大 ,升压变压器副线圈两端的电压增大,可保证降压变压器副 线圈两端的电压不变,A正确,B错误；若增大 ,降压变压器副线圈两端的电压变小,C错误；若减小 , 负载两端电压变小,负载不能正常工作,D错误. 19 3.［江苏扬州新华中学2025高二上月考］如图所示为学校自备发电机在停电时为教学楼教室输电 的示意图，发电机输出电压恒为，发电机到教学楼的输电线电阻用图中 等效替代.若使用中， 在原来工作着的日光灯的基础上再增加教室开灯的盏数，则( ) C A.整个电路的电阻将增大，干路电流将减小 B.因为发电机输出电压恒定，所以原来工作着的日光灯的亮度将不变 C.发电机的输出功率将增大 D.输电过程中的损失功率（即输电线路消耗的功率）将减小 20 解析 根据并联电路的等效总阻值 ,可知教室开灯的盏数越多,电路中的等效总 阻值越小,结合欧姆定律 ,可知电压不变时,电阻减小,干路上的电流增大,A错误；发电机输出电 压恒定,当干路电流增大时,输电线分担的电压增大,日光灯两端的电压减小,根据 , 可知日光灯的实际功率变小,故日光灯变暗,B错误；根据输出功率 ,可知输出电压不变,电路 中的电流变大,输出功率变大,C正确；根据 ,可知输电线的电阻不变、电流增大时,其损失 功率变大,D错误. 21 4.如图所示的是一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为 .则下列说法错 误的是( ) C A.输电导线中的电流为 B.输电导线中损失的功率为 C.用户端用电器增加时， 会变小 D.变压器①的输出电流和变压器②的输入电流 相等 22 解析 理想变压器有,输电导线中的电流为,故A正确；输电导线上电流 , 输电导线中损失的功率为 ,故B、D正确；用户端用电器增加时,变压器 ②的输出功率增大,变压器②的输出电流增大,根据变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知, 变压器②的输入电流 增大,故C错误.故C符合题意. 23 5.［山东烟台2025高二上月考］如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变 压器的匝数，定值电阻、、、的阻值，、 为 理想交流电流表，当、 端接入低压交流电源时，下列说法正确的是( ) C A.的示数大于的示数 B.的功率小于 的功率 C.两端的电压大于两端的电压 D.两端的电压大于 两端的电压 24 解析 在远距离输电的过程中,输电线路相同时,通过升压变压器,输送的电压升高,从而减小了输电 电流,所以的示数小于的示数,故A错误；根据 ,可知输电线路电阻相等时,高压输电时 损失功率较小,到达用户的功率较大,即的功率大于的功率,故B错误；根据 ,可知在用户 电阻不变情况下,高压输电时用户端的电压较大,即两端的电压大于 两端的电压,故C正确；由 欧姆定律,可知两端的电压小于 两端的电压,故D错误. 25 6.［湖南邵阳邵东一中2024高二下月考］风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风 轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线 路给用户供电.若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中，线圈面 积、匝数匝、总电阻 .线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出 端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，输出的电压 ，降压变压器原、副线圈的匝数 比为 ，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 ，两变压器均为理想变压器.若用这个供电设备给某学校供电，该校获得的工作电压为 、 电功率为 .求： 26 （1）输电线的总电阻 ； [答案] 解析 降压变压器两端的电功率相等,即 , 用户的电流为 , 根据理想变压器原、副线圈的电流之比与线圈匝数之比的关系有 , 输电线损耗的功率占发电机输出功率的,则 , 解得 . 27 （2）升压变压器原、副线圈匝数比 ； [答案] 解析 根据理想变压器原、副线圈的电压之比与线圈匝数之比的关系有, , 其中 , 解得 . 28 （3）发电机线圈绕轴的转速 . [答案] 解析 升压变压器原、副线圈的电流满足 , 发电机产生的总电压为 , 根据电压最大值的计算公式有 ,其中 , 解得 . 29 7.［江苏徐州2024高二下期中］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 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 ） 30 （1）求输电线中的电流 ； [答案] 解析 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 . 31 （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； [答案] ; 解析 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 . 32 （3）如果输送的电能供“ ”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数. [答案] 470 解析 设能够正常发光的电灯的盏数为 ,则 . 33 $$