课时检测 第三章 4.电能的输送-（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

4.电能的输送 知识点一　降低输电损耗的两个途径 1.在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是（　　） A.使输电线粗一些 B.减小输电线长度 C.减少通电时间 D.采用高压输电 2.〔多选〕远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远高于330 kV的电压进行输电，采用高压输电的优点是（　　） A.可提高输电效率 B.可根据需要调节交变电流的频率 C.可减少输电线上的电功率损失 D.可加快输电的速度 3.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电。输电线上损耗的电功率变为ΔP'，到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响，则（　　） A.ΔP'＝ΔP B.ΔP'＝ΔP C.ΔU'＝ΔU D.ΔU'＝ΔU 知识点二　电网供电 4.如图所示是远距离输电的示意图，下列说法正确的是（　　） A.a是升压变压器，b是降压变压器 B.a是降压变压器，b是升压变压器 C.a的输出电压等于b的输入电压 D.a的输出电压等于输电线上损失的电压 5.远距离高压输电的示意图如图所示，关于远距离输电，下列表述错误的是（　　） A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损耗 B.高压输电是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，输电过程中的电能损耗越小 D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 6.（2025·湖北黄冈期末）某小型水电站交流发电机的输出电压为400 V，先经升压变压器将电压升高，经总阻值为R＝2 Ω的输电线向远端用户输电，用户端用降压变压器将电压降到220 V供用户使用。若用户的用电功率为19.8 kW，输电线R上损耗的功率为0.2 kW，已知变压器均为理想变压器，其他电阻不计。下列说法正确的是（　　） A.通过输电线R的电流I2＝20 A B.降压变压器的输入电压U3＝2 000 V C.升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶5 D.降压变压器原、副线圈匝数比n3∶n4＝10∶1 7.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW。现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是（　　） A.输电线上输送的电流大小为2×105 A B.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV C.输电线上损失的电功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻 D.输电线上损失的电功率为9×107 kW 8.〔多选〕（2025·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由接2改为接1时，通过调节变阻箱R2接入电路的阻值（R2可视为用户）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 9.〔多选〕（2025·山东潍坊月考）城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率为500 kW。降压变压器的原、副线圈匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，低谷耗电功率为88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A.用电高峰时用户端消耗的功率为500 kW B.用电低谷时，输电线上损失的功率为4 kW C.用电低谷时，储能站储存电能的功率为408 kW D.用电低谷时，升压变压器的匝数比为n1：n2＝1∶46 10.（2025·河北石家庄期末）我国在超导物理的研究中处于世界领先水平，由于超导体电阻为零，如果能够实现常温超导，用超导体代替常规导线输电将会节约大量的电能。如图是远距离输电示意图，已知发电机的输出功率为300 kW，发电机输出电压为300 V，用户电压220 V，升压变压器匝数比n1∶n2＝1∶100，输电导线总电阻为20 Ω。变压器可视为理想变压器。求： （1）若用超导体代替常规导线，可以节省的功率是多少； （2）降压变压器匝数比n3∶n4。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.电能的输送 1.D　从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻、减小输电电流，减小电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流，故选D。 2.AC　η＝×100％＝×100％，采用高压输电时，由P＝UI知输电电流减小，由P损＝I2r知P损减小，故η增大；若输电线的材料确定，电流减小，则可以减少输电线上的能量损耗，故选项A、C正确；交变电流的频率是固定的，不能调节；输电的速度与输电电压无关，故选项B、D错误。 3.A　由输电电流I＝知，输送的电功率不变，输电电压加倍，输电电流变为原来的，损耗的电功率ΔP＝I2r，损耗的电功率变为原来的，即ΔP'＝ΔP；输电线上损失的电压为ΔU＝Ir，即输电电压加倍，损失的电压变为原来的，即ΔU'＝ΔU，故A正确，B、C、D错误。 4.A　远距离输电先升压，后降压，A正确，B错误；由于输电线上有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损失的电压之和，C、D错误。 5.C　输电线损失的功率P损＝I2R线，减小I或R线均可减小输电线损失的功率，增大导线的横截面积可减小R线，故A、B正确；由I＝知，当电压一定时，输送功率越大，则电流越大，P损越大，故C错误；输电过程不一定是电压越高越好，故D正确。 6.C　通过输电线R的电流I2＝＝10 A，故A错误；用户的用电功率为19.8 kW，用户端电流I4＝＝90 A，降压变压器原、副线圈匝数比n3∶n4＝I4∶I2＝9∶1，所以降压变压器的输入电压U3＝U4＝1 980 V，故B、D错误；升压变压器输出电压U2＝U3＋I2R＝2 000 V，升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝1∶5，故C正确。 7.B　由P＝UI可得，用500 kV电压输电时，输电线上输送的电流I＝＝ A＝6×103 A，故A错误；由ΔU＝Ir可得，输电线上损失的电压ΔU＝6×103×2.5 V＝15×103 V＝15 kV，故B正确；输电线上损失的电功率为ΔP＝，ΔU为输电线上损失的电压，故C错误；输电线上损失的电功率ΔP＝I2r＝（6×103）2×2.5 W＝9×107 W，故D错误。 8.AD　当开关S由接2改为接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U2增大，通过调节变阻箱R2接入电路的阻值使发电厂输出功率也不变，则有P出＝U1I1＝U2I2，可知升压变压器副线圈输出电流I2减小，则电流表读数变小，通过R1的电流减小，则输电线损失的功率减小，故B错误，D正确；根据U2＝I2R1＋U3可知降压变压器原线圈的输入电压U3变大，根据＝可知降压变压器副线圈输出电压U4增大，则电压表读数变大；根据P出＝P损＋P用可知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。 9.BD　发电机输出功率为500 kW，储能站在用电高峰不工作，由于输电线上有能量（功率）损失，用户端得到的实际功率小于500 kW，故A错误；用电低谷时，用户端得到88 kW的功率，则有U3I3＝U4I4＝220 V×I4＝88 kW，根据变压器变压规律有＝，解得U3＝11 000 V，I3＝8 A，则输电线上损失的功率为P损＝R＝4 kW，故B正确；根据能量守恒定律可知用电低谷时，储能站获得的功率为500 kW－4 kW－88 kW＝408 kW，但考虑到能量转化过程的损失，可知储能站储能功率小于408 kW，故C错误；结合上述分析有U2＝I3R＋U3＝11 500 V，则n1∶n2＝U1∶U2＝250∶11 500＝1∶46，故D正确。 10.（1）2 000 W　（2） 解析：（1）根据题意可知，由于超导体的电阻为0，则用超导体代替常规导线，可以节省的功率等于用常规导线时损失的功率，设升压变压器的输出电压为U2，升压变压器副线圈电流为I2，则根据原、副线圈匝数与电压之间的关系有＝，输电电流I2＝，则损失的功率为ΔP＝R，代入数据解得I2＝10 A，ΔP＝2 000 W 即用超导体代替常规导线，可以节省的功率为2 000 W。 （2）输电线路损失的电压为ΔU＝I2R，设降压变压器的输入电压为U3，则有U3＝U2－ΔU 根据原、副线圈匝数与电压之间的关系有＝， 解得＝。 学科网（北京）股份有限公司 $