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

电能的输送 一、单选题 1．2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．减小，可以提高远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 2．用如图所示的电路从我国西部向东部远距离供电，升压变压器和降压变压器均为理想变压器且都有一个线圈可调，发电厂输出电压恒定，升压变压器和降压变压器之间输电线的总电阻R不变，当用电高峰来临，接入电路的用户增多时，下列说法正确的是（　　） A．用户端总电阻增大 B．输电线上消耗的功率减小 C．仅将下调，可保持输电线损耗的功率与用电高峰前相同 D．仅将下调，可保持输电线损耗的功率与用电高峰前相同 3．如图为某小型发电厂向用户供电的线路示意图，已知发电厂的输出功率为，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原线圈的电流为20A B．用户实际用电功率为96.8kW C．用户端的电流为455A D．降压变压器的匝数比 4．如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压减小 B．降压变压器输出电流的频率变大 C．输电线上损失的功率增大 D．升压变压器原线圈中的电流不变 5．如图所示为远距离输电原理模拟图，变压器均为理想变压器，变压器间输电线的总电阻为，灯泡的电阻均相同，电表均为理想交流电表，a、b两端接入电压有效值不变的正弦式交流电。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．每个灯泡的功率不变 B．每个灯泡的功率增大 C．电压表与电流表示数变化量的比值不变 D．电压表与电流表示数变化量的比值减小 6．某小型发电机的输出功率为，输出电压为，通过远距离输电系统供一养殖场照明，电路如图所示。输电线的总电阻为，在养殖场附近通过降压变压器把电压降低为。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为 B．输电线上损失的电压为 C．输电线上损失的功率为 D．降压变压器原、副线圈的匝数比 7．下图是远距离输电的线路图，电压表、、的示数分别为、、，电流表的示数为I，其中为远距离输电线的等效电阻，线路图中的所有的电表均为理想电表，变压器是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．电压 B．电压、、满足 C．远距离输电线上等效电阻消耗的功率为 D．用电高峰期，电流表、的示数增大，的示数减小 8．白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的重大工程，该电站远距离输电电路示意图如图所示。若升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压的有效值恒定，输电线总电阻为r，则下列说法正确的是（　　） A． B．上消耗的功率为 C．若用户开启的用电器减少，则电压减小 D．若变为原来的2倍，变为原来的，则电压不变 9．某远距离输电的原理图如图所示，升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数之比分别为和，升压变压器的副线圈两端电压的有效值、用户端电压的有效值分别为500kV、220V，输电线上的总电阻为50Ω，变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是（    ） A．升压变压器原线圈两端电压的最大值为500V B．降压变压器原线圈两端电压的有效值为500kV C．输电线上的电流为100A D．保持发电站的输送功率和输出电压不变，仅增加升压变压器副线圈匝数，输电线上的损耗增大 二、多选题 10．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出功率为100kW，输出电压为，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，不计变压器损耗，则下列判断正确的是（　　） A．用电器得到的交流电频率为100Hz B．升压变压器的原、副线圈的匝数比n1:n2=1:10 C．若增加用电器，则输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 D．若增加用电器，升压变压器的输出电压U2增大 11．2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（   ） A．升压变压器副线圈的输出电压 B．输电线上损耗的功率 C．若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 12．如图为某电厂向用户输电的示意图。已知电厂的输出功率，输出电压。升压变压器原、副线圈匝数比，输电线路总电阻，用户获得的电压。变压器均为理想变压器，用户端为纯电阻负载。下列说法正确的是（　　） A．升压变压器副线圈的输出电压 B．输电线路上的损耗功率为62.5kW C．若保持不变，仅将提高到原来的2倍，则线路损耗功率减小为原来的 D．该输电系统总效率为68.75% 13．如图为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器。计算正确的是（　　） A．升压变压器副线圈两端电压 B．降压变压器原线圈两端电压 C．通过输电线上的电流 D．输电线的总电阻 三、解答题 14．第十五届全国运动会（全运会）于2025年11月9日至21日在广东、香港、澳门三地联合举办。本次全运会采用一套先进的太阳能光伏发电系统。假设该发电系统产生的是交流电，且在有太阳照射时的输出功率为，输出电压为250V，现向远处输电，如图。所用输电线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比为，变压器均视为理想变压器，求： (1)输电线损耗的电功率； (2)若用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比。 15．如图所示为远程输电示意图，已知某个发电机的输出功率为180kW，发电机的输出电压为，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用一降压变压器把电压降为220V，输电线上损耗的功率为10kW，其他损耗不计。求： (1)用户端获得的功率； (2)升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比。 16．如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图．升压变压器副线圈两端接有一理想电压表，示数，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率，额定电压，变压器均视为理想变压器．求： (1)升压变压器原线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压； (2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻； (3)供电电路的效率。 17．如图所示，某个小水电站发电机的输出功率为1000kW，发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为R0=25Ω，用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配，请你计算： (1)降压变压器输出的电流多大； (2)升压变压器输出的电流多大； (3)升压变压器的匝数比n1∶n2应等于多少？ 18．如图，一小型发电厂输出电压为 的交流电，通过升压变压器后， 经较远距离输送后， 再经降压变压器降压， 给道路两侧的路灯供电。已知每盏路灯的额定电压为 ，额定功率为 ，总共 200 盏。两变压器之间输电线总电阻 ，降压变压器匝数比为 ，变压器均为理想变压器，路灯均能正常发光，求： (1)两变压器之间输电线上的总电压 ； (2)升压变压器的匝数比 ； (3)远距离输电的输电效率 。 试卷第8页，共8页 2 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B C C B B B C BC 题号 11 12 13 答案 BC AD ABD 1．C 【详解】A. 输电效率 其中 减小，根据可知升压变压器副线圈电压减小，导致输电电流增大，输电线上损耗的功率增大，输电效率降低，故A错误。 B. 由图乙可知，线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。线圈转过时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误。 C. 若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，根据可知增大。由可知输电电流减小。输电线中损耗的功率，因减小，所以减小，故C正确。 D. 当用户端接入的用电器增多时，用户端总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，原线圈电流（即输电线电流）增大，输电线上电压损失增大，降压变压器原线圈电压减小。用户电压随之减小。为维持用户电压稳定，应增大变压比，即适当增大，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．接入的用户增多时，更多用电器并联，用户端总电阻减小，故A错误； B．用户增多，总功率增大，降压变压器输出电流增大，因此输电线上的电流增大；输电线损耗功率，不变，增大，因此损耗功率增大，故B错误； C．发电厂输出电压恒定，根据升压变压器变压比：，得输电电压。仅下调，即减小升压变压器原线圈匝数，因此升高。 用电高峰时总输送功率增大，输电电流，若增大的比例与增大的比例相同，可使与用电高峰前相等，因此损耗也与高峰前相同，故C正确； D．不变，要保持输电电流不变，根据等效电阻：输电线回路总电阻为，，减小后，若要不变，确实需要减小（下调），但此时用户端电压会降低，不符合远距离输电保证用户电压的要求；且题目中仅要求保持损耗不变，实际该调整下用户功率无法满足高峰需求，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．根据发电厂的输出功率可知，升压变压器原线圈的电流为，故A错误； B．根据， 解得， 输电线电阻损失的功率为 用户用电功率为，故B正确； C．用户端电流为，故C错误； D．输电线电阻损失的电压为 降压变压器输入电压 所以，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．升压变压器原线圈输入电压恒定，原副线圈匝数比不变，根据理想变压器电压比，可得输出电压恒定不变，故A错误； B．理想变压器不改变交流电的频率，因此降压变压器输出电流的频率不变，故B错误； C．用户端总电阻变小时，降压变压器输出电流增大；由理想变压器电流关系，可知输电线电流也增大。输电损失功率，为输电线电阻不变，因此输电线上损失的功率增大，故C正确； D．对升压变压器，由电流关系，增大，因此原线圈电流也增大，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】AB．闭合开关后，负载总电阻减小，电流增大，导致输电导线上的电流增大，输电线电阻R下降的电压增大，到达降压变压器的电压减小，降压变压器的输出电压（灯泡两端电压）也减小，由知，每个灯泡的功率都减小，故AB错误； CD．电压表的示数U与电流表的示数I满足 可得，不变。故C正确，D错误。 6．B 【详解】ABD．升压变压器原线圈的电流 设升压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 升压变压器副线圈的电流 输电线上损失的电压 降压变压器原线圈两端的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比，故AD错误，B正确； C．输电线上损失的功率，故C错误。 故选B。 7．B 【详解】A．由变压器原副线圈电压比 电流比为 则有输电线上的电流 远距离输电线的等效电阻两端的电压为 则有，故A错误。 B．由可得，故B正确。 C．远距离输电线路中的等效电阻两端的电压 等效电阻消耗的功率，故C错误。 D．用电高峰期，降压变压器用户端用电的功率变大，可知升压变压器输入的功率变大，而输入电压不变，所以电流表的示数增大，变压器的原副线圈的匝数比都是定值，因而电流表、、的示数均增大，故D错误。 故选B。 8．B 【详解】A．升压变压器的功率一部分输送给降压变压器，还有一部分损耗在输电线路上，，A错误； B．输电线r上消耗的功率，B正确； C．根据可知，不变，、均不变，所以不变，C错误； D．变为原来2倍，根据可知，变为原来2倍 变化前， 变化后， ，即，D错误。 故选B。 9．C 【详解】A．升压变压器原、副线圈匝数之比为，升压变压器的副线圈两端电压的有效值为500kV，根据 解得 则升压变压器原线圈两端电压的最大值为，故A错误； BC．用户端电压的有效值为220V，根据 解得 输电线上的电流为，故B错误，C正确； D．保持发电站的输送功率和输出电压不变，仅增加升压变压器副线圈匝数，则升压变压器副线圈电压增大，根据可知，输电线上的电流减小，结合可知，输电线损耗减小，故D错误； 故选C。 10．BC 【详解】A．用户得到的交流电频率为，故A错误； B．由输出电压表达式可知 升压变压器原线圈电流为 根据 解得输电电流为 升压变压器原、副线圈的匝数比为，故B正确； CD．若用电器功率变大，则用户端电流变大，输电电流变大，损失功率占总功率的比为，可知升压变压器输出电压与发电机输出电压和升压变压器匝数比有关，则U2不变，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，故C正确，D错误。 故选BC。 11．BC 【详解】A．由变压器原理可知，解得，选项A错误； B．由变压器原理可知， 输电线上损耗的功率，选项B正确； C．当用户处电阻减小时，降压变压器次级电流变大，则初级电流也变大，则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，选项C正确； D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则升压变压器副线圈两端的电压变为原来的2倍，输电线上的电流变为原来的，根据，可知输电线上损耗的功率变为原来的，选项D错误。 故选BC。 12．AD 【详解】A．由变压器电压比公式 解得，故A正确； B．升压变压器副线圈输出电流 则损耗功率，故B错误； C．由，若提高到原来的2倍，输电电流变为原来的一半，输电线损耗的功率变为，故C错误； D．用户端获得的功率 输电的效率为，故D正确。 故选AD。 13．ABD 【详解】A．根据，可得升压变压器副线圈两端电压，故A正确； B．根据，可得降压变压器原线圈两端电压，故B正确； CD．根据，可得通过输电线上的电流 根据 可得输电线的总电阻，故C错误，D正确。 故选ABD。 14．(1) (2) 【详解】（1）根据理想变压器的原理，有 且传输的功率相等，有 所以 输电线上损耗的功率为 （2）此时降压变压器的输入端电压为 所以降压变压器的匝数比为 15．(1) (2) 【详解】（1） （2）分析可知上电压为，电流 输电线上 解得 则 中电流 则 16．(1)， (2)， (3) 【详解】（1）根据理想变压器两端电压与匝数的关系 得 额定电压，根据 得 （2）充电桩充电时的额定功率，可知降压变压器的输入功率为，通过输电线上的电流 输电线电压降 输电线的总电阻 （3）配电设施的输出功率 供电电路的效率 17．(1)4kA (2)40A (3) 【详解】（1）根据题意可得 代入数据，解得 （2）损失的功率为 又因为 代入数据，解得I2=40A （3）根据 解得 则升压变压器的匝数比为 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）用户端的功率 用户端的电流 由题意知，根据理想变压器的电压与匝数的关系 可得 根据理想变压器的电流与匝数的关系,可得 输电线上的电压 （2）升压变压器的输出电压 升压变压器的匝数比 （3）输送的电功率 输电效率 $