3.4 电能的输送 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

3.4 电能的输送 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　） A．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 B．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好 C．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 D．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 2．在远距离输电中，提高送电电压的设备是（  ） A．验电器 B．变压器 C．电容器 D．传感器 3．如图所示为模拟远距离输电电路图，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，其原线圈两端的电压为12V；降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，其副线圈两端的电压为11.5V。远距离输电线路的总阻值为1Ω，两变压器均视为理想变压器。则升压变压器的输入功率为（　　） A．24W B．48W C．92W D．96W 4．图为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，原线圈上接有电压有效值恒定的交变电源，为输电线的电阻，的副线圈并联多个用电器，对于此电路，下列分析正确的有（　　） A．的输出电流小于的输入电流 B．的输出功率等于的输入功率 C．若的副线圈并联的用电器增多，消耗的功率减小 D．若的副线圈并联的用电器增多，输出电流增加 5．边远农村电网改造中，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采用的措施有（　　） A．提高输送功率 B．增大输送电流 C．提高输电电压 D．减小输电导线的横截面积 6．春夏秋冬、昼夜之间、工作日与节假日，对电力需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。图为某节能储能输电网络示意图，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。发电机的输出电压，输出功率，降压变压器的匝数比，输电线总电阻为R，其上损失的功率，用户端电压，功率，所有变压器均为理想变压器，则（　　） A．发电机的输出电流为200A B．输电线总电阻为 C．升压变压器的匝数比 D．输送给储能站的功率为 7．某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为20kW，用户获得的功率为19.75kW，输电线的总电阻为10。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数之比为1∶10。下列说法中正确的是（　　） A．电流表的示数为1A B．升压变压器的输出电压 C．其他条件不变，用户数增多，输电线上损耗的功率将增加 D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向下滑 8．图甲为远距离交流输电的简化原理图。图乙所示的电压u经升压变压器升压后，用总电阻为r的两条输电线送到降压变压器。已知输电线路中的电流为，降压变压器输出端的电流为，输电线两端的电压分别为、，则（　　） A．交流电u的有效值是500V B．用户端交流电的频率是100Hz C．输电线上损失的功率为 D．降压变压器输出端的电压为 9．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻r＝10Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝n：1，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为R0＝22Ω的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生交流电的频率为0.5Hz B．通过R0的电流的最大值为10A C．输电线损失的功率为W D．降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V） 10．海上低频交流输电系统（LFTS）是指海上风力发电机输出低频（20Hz）交流电，先经箱变将电压由0.69kV升压到35kV，再经海上升压站升至110kV；后经海底电缆送至陆地，在陆地变频（50Hz）后并网，如图所示。变压器视为理想变压器。仅考虑远距离海底电缆的电阻。下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的匝数比分别为1：49和7：22 B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率 C．变压器利用电磁感应输送电能，低频交流可降低海底电缆电阻的功率损失 D．若采用220kV输送同样功率的电能，则海底电缆电阻的功率损失将减少75% 二、多选题 11．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的。可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些。这是因为用电高峰时（　　） A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小 C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大 D．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低 12．如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（　　） A．升压变压器副线圈电压降低 B．降压变压器原线圈电压降低 C．输电线消耗的功率减小 D．发电机的输出功率增大 13．如图所示，为远距离输电线路的示意图，升压变压器原线圈电压U1不变，则下列叙述中正确的是 A．输电线上的电流与用户消耗的功率无关 B．升压变压器副线圈电压U2与输电线上电流大小无关 C．当用户用电器数量增多时，输电线上电阻发热量增大 D．当用户用电器数量减少时，降压变压器副线圈电压U4减小 14．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为，输出电压为，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用高压输电，最后用户得到220V、的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的电流之比 B．输电线的总电阻 C．降压变压器原、副线圈的匝数比 D．输电线的总电阻上的电压是 15．某小型发电站输出的功率为，输出的电压为，输电线的总电阻为，现直接进行输电，则下列说法正确的是（　　） A．输电线上功率损失为 B．用户端得到的电压为 C．若用电压输电，则升压变压器的匝数比为 D．若将输电电压提高一倍，则线路上损失的电功率将减少一半 三、填空题 16．国家电网向某地输电，输送功率为1.1×106KW，输电变压器为理想变压器，输电电压为550kV的特高压，则输电电流为 A，若某段输电导线的电阻为10Ω，则这段导线上损失的功率为 KW，若将来科技发展了，改用10倍电压输电，其他条件不变，则这段导线上损失的功率变为原来的 （结果用百分数表示）． 17．采用高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为 四、解答题 18．如图所示，某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8，在用户端用降压变压器把电压降为220V。若输电线上损失的功率为5kW，不计变压器的损耗。求： （1）升压变压器的匝数比； （2）降压变压器的匝数比； （3）若要将输电线上损失的功率降低到原来的，在其他条件不变的情况下，应将升压变压器的匝数比改为多少？此时降压变压器的匝数比应为多少？ 19．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻为R＝1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V60W），若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求： (1)输电线上的电流大小； (2)T1和T2的原、副线圈的匝数比； (3)负载灯泡的个数 20．为将川西地区丰富的清洁能源“运输”至成都大运会场馆，电力工人们有条不紊地开展500千伏线路加装串抗工程作业。据介绍，该工程在不新增输电通道的情况下，通过加装串抗技术提升供电能力。该工程建成投运后，将增加成都地区供电能力150万千瓦，有力提升大运会清洁电供应保障能力。某远距离输电装置如图所示，矩形导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生电压为的交流电，通过理想升压变压器和理想降压变压器进行远距离输电。已知输电线路总电阻，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25：10，降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，其两端的电压，机械效率。导线框及其余导线电阻均不计，电表均为理想电表，求 （1）电动机的机械功率； （2）输电线上损失的功率； （3）电流表的示数。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.4 电能的输送 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D D C C C D C D 题号 11 12 13 14 15 答案 CD BD BC AC BC 1．A 【详解】A．根据输电过程中损失的电功率 可知高压输电是通过减小输电电流，有利于减小电路的发热损耗，故A正确； B．高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所以不是输电电压越高越好，故B错误。 C．减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率 因此不利于减小输电过程中的电能损失，C错误； D．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电线上输送电流越大，因此输电过程中的电能损失越大，D错误。 故选A。 2．B 【详解】在远距离输电中，提高送电电压的设备是变压器。 故选B。 3．D 【详解】由电压与匝数关系 ， 解得升压变压器副线圈电压为 降压变压器原线圈电压为 则远距离输电线路上的电流为 理想变压器不改变功率，故升压变压器的输入功率为 故选D。 4．D 【详解】A．的输出电流等于的输入电流，都等于输电线上的电流，选项A错误； B．由于输电线上有功率损失，则的输出功率大于的输入功率，选项B错误； CD．若的副线圈并联的用电器增多，则降压变压器次级电流越大，则初级电流也越大，输电线上的电流越大，可知消耗的功率变大，选项C错误，D正确。 故选D。 5．C 【详解】根据P=UI知，输电电流 则输电线上损失的功率 所以提高输送功率，增大输送电流，会增大电能的损耗；减小输电导线的横截面积，电阻增大，也会增大电能的损耗；提高输电电压，可知输电线上功率损失减小。故C正确，ABD错误； 故选C。 6．C 【详解】A．对原线圈电路 解的 故A错误； BC．对用电回路有 所以 对输电回路有，， 代入数据解得，， 所以 故B错误，C正确； D．输送给储能站的功率为 故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．根据升压端输入功率和最终用户端的功率关系，可知输电线上损失的功率 根据 得输电线中的电流为 又因为电流互感器原、副线圈的匝数比为1:10，则流过电流表的电流为0.5A，故A错误； B．升压变压器为理想变压器，故升压变压器的输出功率为，根据 得升压变压器的输出电压 故B错误； C．其他条件不变，用户增多，则用电功率增大，根据能量守恒可知升压变压器输入功率增大，而升压变压器输入电压不变，所以输入电流增大，所以升压变压器输出电流增大，根据 可知输电线损耗的功率将会增大，故C正确； D．用电高峰期，由于用电器的增多，输电线上电流变大，损失的电压增大，则导致用户端的电压下降。根据降压变压器原、副线圈电压比满足 可得用户端电压 其它条件不变，将P上滑，则减小，会使变大，可保证用户正常用电，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．交流电u的有效值是 故A错误； B．用户端交流电的频率是 故B错误； C．输电线上损失的功率为 故C错误； D．对降压变压器研究 ， 解得 故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．变压器不改变交流电的频率，由图乙可知交流电的频率为 故A选项错误； B．通过R0的电流的最大值为 故B选项错误； C．通过R0的电流有效值 根据变压器电流比关系可知通过输电线电流为 故输电线损失功率为 故C选项正确； D．由图乙知降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为 故D选项错误。 故选C。 10．D 【详解】A．根据题意有 故A错误； B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率与海底电缆损失的功率之和，故B错误； C．变压器利用电磁感应输送电能，导线的电阻损耗主要由 I决定，频率对电阻影响甚微，可忽略不计，故C错误； D．若采用220kV输送同样功率的电能，电压加倍，则输电电流减半，则海底电缆电阻的功率损失变为原来的四分之一，即功率损失将减少75%，故D正确。 故选D。 11．CD 【详解】晚上用电高峰时开灯，由于负载增多，各个电灯是并联，则总电阻减小，根据欧姆定律，可知输电线上的电流增大，输电线上损失的电压变大，由于照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，所以用电高峰时用户获得的电压减小，每盏灯两端的电压较低，故CD正确，AB错误。 故选CD。 12．BD 【详解】A．根据变压器规律有 得 升压变压器副线圈电压由及匝数比决定，与用户无关，故A错误； B．当用户开启的用电器越来越多时，则通过降压变压器的电流I4会变大，设输电电流为I2，则根据变压器的规律有 可得 可知由于用户用电器的增多，导致升压变压器的输出电流I2变大，设输电电阻为r，根据欧姆定律有 可知降压变压器原线圈电压降低，故B正确； C．由于输电电流I2变大，则其输电线消耗的功率 增大，故C错误； D．由于用户用电器的增多会致使消耗功率变大，且输电线损功率也增大，根据能的转化及守恒定律可知，发电机的输出功率增大，故D正确。 故选BD。 13．BC 【详解】输电线上的电流与用户消耗的功率有关，用户消耗的功率增大，输电线上的电流增大，选项A错误；根据可得，升压变压器副线圈电压U2与输电线上电流大小无关，选项B正确；当用户用电器数量增多时，功率越大，输电线上电流越大，输电线电阻发热量增大，选项C正确；当用户用电器数量减少时，输电线的电流变小，输电线的电压降变小，降压变压器原、副线圈电压U3、U4都增大，选项D错误． 14．AC 【详解】A．根据 可得升压变压器原、副线圈的电流之比为 故A正确； BD．根据 可得输电线的电流为 根据 可得输电线的总电阻为 输电线的总电阻上的电压是 故BD错误； C．降压变压器原线圈的输入电压为 则降压变压器原、副线圈匝数比为 故C正确。 故选AC。 15．BC 【详解】A．输电电流为 输电线上功率损失为 故A错误； B．用户端得到的电压为 故B正确； C．若用11kV电压输电，则升压变压器的匝数比为 故C正确； D．电流 线路上损失的电功率 若将输电电压提高一倍，则线路上损失的电功率将减少，故D错误。 故选BC。 16． 2×103 4×104 1% 【详解】输电电流为；导线上损失的功率为：；若输电电压变为原来的10倍，则输电电流变为原来的，则这段导线上损失的功率变为原来的． 17． 【详解】输电功率 U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率 R为输电线路的电阻，即 当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压U变为原来的2倍即。 18．（1）；（2）；（3）， 【详解】(1)由 知输电线上的电流 升压变压器的输出电压 变压器的电压比等于匝数比，所以 (2)降压变压器的输入电压 降压变压器的匝数比 (3)由 可知，变为原来的，则变为原来的10倍即，则 根据 此时输电线上的电流，所以降压变压器的输入电压 用户端电压仍为，所以 19．（1）20 A（2）1：50，9000：11（3）6×104盏 【详解】(1)输电线路上消耗的功率为 输电线上电流为 (2)由P=UI可知，输电电压为 升压变压器T1的匝数比为 输电导线损失的电压为 降压变压器的输入电压为 用户得到的电压即为降压变压器的输出电压为 降压变压器的匝数比为 (3)用户得到的功率为 代入数据解得 20．（1）990W；（2）20W；（3）5.6A 【详解】（1）设通过电动机的电流为I，由题意得 其中 解得 则 （2）设降压变压器原线圈两端的电压为，通过输电线路得电流为，由题意得 解得 输电线路损耗的功率 （3）两变压器均为理想变压器，则升压变压器得输入功率为 由题交变电动势的表达式的式子可知，发电机的输出电压峰值为，则升压变压器的输入电压为 电流表的读数为升压变压器得输入电流，可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $