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

《人教版高二物理下学期选择性必修第二册第三章远距离输电专项训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D BC D A BC A BD D C D 题号 11 12 13 14 答案 A BD AD AD 1．D 【详解】设升压变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，降压变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，负载电阻为，其中，输电线的总电阻 A．升压变压器的输出电压由输入电压决定，由发电机的输出电压决定，发电机的输出电压稳定，故升压变压器的输出电压稳定，不随着负载电阻的变化而变化，A错误； B．根据欧姆定律 有 根据，， 得，负载电阻变大，减小，输电线损失的电能减小，B错误； C．根据，负载电阻不变，一条输电线被切断，则，即增大，知减小，则减小 由 可知减小，C错误； D．根据前面分析知减小，即减小，升压变压器的输出功率，不变，减小，D正确。 故选D。 2．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。 3．D 【详解】A．发电厂的输出电压不变，根据理想变压器电压与匝数的关系 可知，升压变压器的输出电压不变，故A错误； B．发电厂输出功率增大，由 可知，输电线上的电流增大。输电线上的电压损失增大。降压变压器的输入电压 因不变，增大，所以减小。根据 可知，降压变压器的输出电压减小，故B错误； C．输电线上损耗的功率 因增大，不变，所以输电线上损耗的功率增大，故C错误； D．输电线上损耗的功率占总功率的比例 因增大，、不变，所以该比例增大，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．由于发电机输出电压恒为U，根据理想变压器的规律 故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了 根据理想变压器的规律，对于升压变压器 根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了 故A正确； BC．由A选项可得，示数增加了 由于示数增加，示数也将增加，降压变压器的输入电压将减少 故示数也将减小，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，电压表的示数与电流表的示数之比减小，故BC错误； D．输电线上损失的功率增加了 由于未知，故无法计算，故D错误。 故选A。 5．BC 【详解】A．变压器不改变电流的频率，故A错误； B．由于输电过程中电阻R要产生热量，会损耗功率，故T1输出功率大于T2输入功率，T1输出电压大于T2输入电压，故B正确； C．由于发电机输出电压稳定，所以变压器T1的输出电压U2不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，设变压器T2的匝数比为k2，将T2等效为电阻则 根据电压关系有U2 = I2（R＋R等） 则输电电路电流I2相应变大，根据可知R功率增大，故C正确； D．增大输电电压，则U2增大，而用户电压不变，则输电线路电阻R上的电压U = U2－U用k2 增大，其消耗的功率也增大，故D错误。 故选BC。 6．A 【详解】A．电压表的读数均不变，因为输入电压和匝数比都不变，用电低谷期，输送功率减小，可知电流减小，根据电流与匝数成反比知电流都减小，故A正确； B．输电线上的电压损失减小，故电压表的读数均增大，电流表的读数减小，电流表的读数减小，故B错误； C．电压表的读数之差与电流表的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，C错误； D．根据，又输电线上的电流减小，电阻不变，所以输电线上的功率损失减小，D错误。 故选A。 7．BD 【详解】A．交流电频率 周期，故A错误； B．只有一台充电桩工作时，副线圈电流，根据可知输电线电流 输电线损耗功率，故B正确； C．工作的充电桩越多，副线圈总电流越大，输电线电流越大，输电线损耗的电压越大，故C错误； D．10 台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率，故D正确。 故选BD。 8．D 【详解】A．由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为，故A错误； B．图乙所示电压的瞬时值表达式为，故B错误； C．将降压变压器及副线圈电路等效为一个电阻，则 有 当滑片P向端滑动时，连入电路的阻值变小，升压变压器副线圈两端电压不变，则输电线上的电流变大，输电线上的电压变大，变小，变小，由 可知增大，电阻两端的电压变大，两端的电压变小，电压表示数变小，故C错误； D．由图乙知，升压变压器输入端电压有效值为 若升压变压器的输入功率为66kW，则 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系有 所以 所以远距离输电线路损耗功率为，故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．根据图示可知，输送电压与电流分别为、，A项错误； B．根据 当、不变，不变，与无关，B项错误； C．不变，由 可得当变为原来的，变为原来的10倍，C项正确； D．不变，由 可得当变为原来的，变为原来的，变为原来的，D项错误。 故选C。 10．D 【详解】A．根据理想变压器电压与匝数成正比，有，故A错误； B．流过的电流为，故B错误； C．输电线上损失的电压为，故C错误； D．用户端获得的电功率为，故D正确。 故选D 11．A 【详解】AB．根据远距离输电规律，输送功率保持不变，原输电电流 原输电电压，升压后 因此升压后输电电流 输电线电阻不变，因此升压后，损耗电功率，故A正确，B错误； CD．升压后，损耗电压，故C、D错误。 故选A。 12．BD 【详解】A．由图甲可知，发电机的输出的交流电的周期为 所以，频率为，故A错误； B．由图可知，发电机的输出的交流电的电压的有效值为 设发电机实际输出的电流为，变压器的输入电压为，则， 解得，故B正确； C．变压器的输出电流为 则该变压器原、副线圈匝数之比为，故C错误； D．输电线上R消耗的功率为，故D正确。 故选BD。 13．AD 【详解】A．发电机的输出功率，故A正确； B．输电线上损失的功率为 联立解得，故B错误； C．用户得到的电功率为 降压变压器输出的电流为 降压变压器的原、副线圈的匝数比，故C错误； D．用户得到的电功率为 能正常发光的电灯盏数为，故D正确。 故选AD。 14．AD 【详解】AB．变压器T1原线圈电流为 副线圈电流为 即向远方输电的电流大小为，根据理想变压器电流与匝数成反比，有 可得变压器T1的变压比为，故A正确，B错误； C．T1副线圈的电压 T2原线圈的电压等于T1副线圈的电压减去电线上损失的电压，即 故C错误； D．T2变压器得到的功率为 所以能正常发光的灯泡数为盏 故D正确。 故选AD。 15．(1)R=150Ω， (2)600 【详解】（1）根据理想变压器的电压匝数关系 可得 用户端 升压变压器的输出功率 可得 线路损耗功率 可得 降压变压器的输入电压 根据理想变压器的电压匝数关系， 可得 （2）若仅改变输电线的材料，灯正常发光，变压器匝数比都不变，则、都不变 根据电压关系 可得 则用户得到的功率 电灯数量（盏） 故增加的正常发光的电灯数量（盏） 16．(1)5A (2) (3) 【详解】（1）由题意可知，总功率为 线路损耗功率为 由 解得 （2）高压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 （3）需要的基站个数 个 每个基站一天耗电量约为 总耗电量约为 17．(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 18．（1）；（2）220V；（3）32000盏 【详解】（1）由题图可知，升压变压器的输入电压的有效值为 由于变压器为理想变压器，所以升压变压器的副线圈的功率也为720kW，有 升压变压器的原副线圈之比为 解得 （2）由于远距离输电线每根电阻为4Ω，而远距离输电需要两根输电线，所以输电线的总电阻为 降压变压器输入电压为 由于降压变压器，有 解得 （3）输电线上损耗功率为 降压变压器输出功率为 设共能点亮N盏节能灯，有 记得的 19．（1）20A；（2）240:11；（3）800 【详解】（1）根据如图所示输电线路，由题意可知 得 （2）根据功率相等，得 则有 所以 （3）设最多安装n个40W电灯，根据匝数与电压成正比，则有 解得 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 $ 人教版高二物理下学期选择性必修第二册第三章远距离输电专项训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、远距离输电动态分析问题 1．如图为双线并联模式进行远距离输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，两变压器线圈匝数固定不变，且两变压器间每条输电线等效电阻均为。则（　　） A．若负载电阻变大，升压变压器的输出电压变大 B．若负载电阻变大，输电线损失的电能变大 C．若负载电阻不变，一条输电线被切断，负载两端电压变大 D．若负载电阻不变，一条输电线被切断，升压变压器的输出功率变小 2．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 3．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　） A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率减少 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 4．如图所示为某水电站远距离输电的原理图。已知升压变压器的原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，发电机输出的电压恒为U。现由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损失的电压增加了 B．电压表的示数与电流表的示数之比不变 C．电压表的示数与电流表的示数之比增大 D．输电线上损失的功率增加了 5．如图所示为某远距离输电系统的简化示意图，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，输电线路的总电阻为R。发电机输出电压稳定，家庭电路中接入若干并联用电器。下列说法正确的是（   ） A．T1的输入电流与输出电流的频率不相等 B．T1的输出功率大于T2的输入功率 C．若家庭电路接入的用电器数量增加，则输电线路电阻R上消耗的功率增大 D．若保持家庭电路的电压不变，T1的输入电压增大，则电阻R上消耗的功率减小 6．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恒定，输电线总电阻为，变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器减少时，相当于R变大，当用电进入低谷时，下列说法正确的是（　　） A．电压表、的读数均不变，电流表的读数减小，电流表的读数减小 B．电压表、的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大 C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值减小 D．线路损耗功率增大 二、远距离输电中电路损耗相关计算 7．如图，某光伏发电站输出频率为的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为，输入电流为，则（　　） A．充电桩输入的交流电周期为 B．只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C．工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越小 D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 8．如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．图乙所示电压的瞬时值表达式为 C．当滑片P向端滑动时，电压表示数变大 D．若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为9kW 9．如图所示的远距离输电示意图，升压变压器原线圈端电压保持不变，输出功率保持不变，远距离输电线总阻值保持不变，升压变压器副线圈的端电压为，原、副线圈的电流分别为、，原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（　　） A．输送电压与电流分别为、 B．当变化时，变化 C．当变为原来的，变为原来的10倍 D．当变为原来的，损失功率变为原来的 10．西电东送是中国实施的一项重大能源战略工程，其输电原理图如图。某一时段发电机输出功率为，输出电压为。经理想变压器将电压升至进行远距离输电，输电线总电阻为，其余导线电阻不计。输电末端经理想变压器降压后向用户供电。则（　　） A．升压变压器原副线圈匝数比为 B．流过的电流为 C．输电线上损失的电压为 D．用户端获得的电功率为 11．假设从A处采用550kV的超高压向处输电，输电线上的损耗电功率为ΔP，损耗电压为ΔU。若保持输送功率和输电线电阻不变，改用1100kV特高压输电，则以下关于损耗电功率和损耗电压正确的说法是（　　） A． B． C． D． 12．风力发电机的输出电压随时间的变化关系图像为正弦曲线，如图甲所示，该发电机的最大输出电流为，它与变压器之间导线的总电阻。图乙所示为远距离输电的电路，当理想变压器的输入功率为时，经变压器后电压升至100kV，通过总电阻的输电线输送到变电站。下列说法正确的是（　　） A．发电机输出的交流电的频率为100Hz B．发电机实际输出的电流为 C．该变压器原、副线圈匝数之比为1∶40 D．输电线上消耗的功率为40kW 三、用户端用电器数量的相关计算 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Q=2m3/s，落差h=5m，河水的密度ρ=1.0×103kg/m3，现利用其发电，若发电机的总效率η1=50%，输出电压U1=240V，输电线的总电阻R=30Ω，用户获得220V的电压，输电线上损失的电功率与发电机输出电功率的比值η2=6%，假定所用的变压器都是理想变压器，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．发电机的输出功率P总=5×104W B．输电线中的电流I=100A C．降压变压器的原、副线圈的匝数比250∶11 D．如果输送的电能供“220V、100W”的电灯使用，能够正常发光的电灯盏数为470盏 14．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器升压后向远方输电输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（    ） A．变压器的变压比为 B．向远方输电的电流大小为 C．变压器的输入电压为 D．有盏灯泡正常发光 15．光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一个城市的几个学校供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出电压为250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数之比，这几个学校有标有“220 V、100 W”字样的电灯5400盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的10%。 (1)求输电线的总电阻R和降压变压器的匝数比； (2)若仅改变输电线的材料使输电线电阻减少10%，求增加了多少盏正常发光的电灯。 16．目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 (1)求输电线路中的电流； (2)高压变压器原、副线圈的匝数比； (3)深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 17．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。 18．如图甲为某中小型水力发电站远距离输送单相交流电示意图，每根导线电阻为4Ω，远距离输电线的输送电流为100A，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为720kW，在用户端起点接有交流电压表，求： （1）升压变压器原副线圈匝数比； （2）设降压变压器原副线圈匝数比，求用户端交流电压表的示数； （3）若用户端全是照明用电，能使多少盏“220V、20W”的节能灯正常发光？ 19．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。输电电路如图所示，求： （1）高压输电线的电流； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“，”的电灯多少盏？ 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 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 $