3.4 电能的输送-《学霸笔记·同步精讲》2026-2027学年高中物理选择性必修第二册教师用书配套课件（人教版）

4.电能的输送 第三章　交变电流 1 素养目标 1. 理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关，知道降低输电线上的 能量损失的方法。（科学思维） 2. 了解交变电流从发电站到用户的输电过程及简单的电网结构。（科 学思维） 3. 会应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行有关分析及 计算。（科学思维） 2 目 录 CONTENTS 知识点一　降低输电损耗的两个途径 知识点二　电网供电 提能驿站 课时作业 3 知识点一　降低输电损耗的两个途径 目 录 4 　如图所示为我国的某高压输电线路的局部图，输电电压越高，用电的安 全性要求也会越高。在输电功率及输电距离一定的情况下，根据P＝UI、P ＝I2R，说明为什么要采用高压输电？ 提示：在输电功率及输电距离一定的情况下，根据P＝UI可知提高输电电 压，可减小输电电流，再由P＝I2R可知可以减少输电线上的电能损失。 目 录 物 理·选择性必修第二册 〔阅读教材P63～P64，完成下列填空〕 1. 输送电能的基本要求 （1）可靠：保证供电线路可靠地工作，故障少。 （2）保质：保证电能的质量——电压和 稳定。 （3）经济：输电线路建造和运行的费用低， 损耗少。 2. 输电线上的功率损失：P＝ ，I为输电电流，r为输电线的电阻。 频率　 电能　 I2r　 目 录 物 理·选择性必修第二册 （1）减小输电线的电阻：选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导 线的横截面积。 （2）减小输电导线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提 供一定的电功率，就要提高输电电压。 3. 降低输电损耗的两个途径 目 录 物 理·选择性必修第二册 4. 高压输电 （1）现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离输电采用的电压 有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已采用500 kV和750 kV的超高压， 西北电网甚至达到1 100 kV的特高压。 （2）输电电压并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压 器的要求就越高，线路修建费用会增多。 （3）实际输送电能时，要综合考虑输送功率的大小、距离的远近、技术 和经济等要求，选择合适的输电电压。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （1）输送到用户两端的电压U'与U、I及r之间的关系为U'＝U－Ir。 （　√　） （2）由P＝可知输电电压越小，输电线上损失的电功率就越小。 （　×　） （3）输电的电压越高越好。 （　×　） （4）通过技术改造，用户得到的电能与发电厂输出的电能可能相等。 （　×　） √ × × × 目 录 物 理·选择性必修第二册 　如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率恒为P，输电线路中的 电流为I，两条输电线的总电阻为r（在图中把输电线电阻等效为r）。 （1）如何用U、P、I及r表示输送到用户两端的电压U'？ 提示： U'＝U－ΔU＝U－Ir＝U－r。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （2）用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？为什么？ 提示： 不相等。由于输电线有电阻，有一部分电能转化为电热损耗 掉了。 （3）怎样表示输电线路中损失的功率？降低功率损失有哪些途径？ 提示： 输电线路中损失的功率ΔP＝I2r＝r。由此可知降低功率 损失的两个途径：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输 送电压U。 目 录 物 理·选择性必修第二册 1. 输电线上的电压损失ΔU 输电线上的电压损失ΔU是输电线路始端电压U与输电线路末端电压U'的差 值，ΔU＝U－U'＝IR线＝R线。 2. 输电线上的功率损失ΔP （1）原因：输电线有电阻R线，电流I流过输电线时，电流的热效应引起电 功率的损失。 （2）三种计算方式：①ΔP＝I2R线；②ΔP＝ΔUI；③ΔP＝。 目 录 物 理·选择性必修第二册 3. 减少电压损失和功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻R线：根据R线＝ρ知，可减小电阻率ρ，目前一般 用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但这 要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。 （2）减小输电电流I：根据I＝可知，在输送功率P与输电线电阻R线一定 的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减小为原来的，输电 线上的功率损失将降为原来的，电压损失降为原来的。 目 录 物 理·选择性必修第二册 某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20 ％，现改变输电电压或输电线电阻，使导线上损失的功率为输送功率的5 ％。 （1）若输电线的电阻不变，输电电压应变为多少？ 答案： 440 V　 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析：设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率ΔP1＝20％P 又因为ΔP1＝R线，I1＝ 解得ΔP1＝ R线 现要求ΔP2＝5％P，同理ΔP2＝ R线 因此可得＝＝ 所以U2＝2U1＝440 V。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （2）若输电电压不变，输电线的电阻应变为原来的多少倍？ 答案： 解析：由ΔP＝I2R线可知 ＝＝＝ 输电线的电阻应变为原来的。 目 录 物 理·选择性必修第二册 易错提醒 功率损失和电压损失的三点提醒 （1）输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指输电线 路上的电压降ΔU＝I输R线。 （2）输送功率指电源向输电线提供的总功率，损失功率是输电线上的发 热功率（不考虑其他因素）。 （3）输电线上的电流由I输＝计算，注意I输≠。 目 录 物 理·选择性必修第二册 　〔多选〕（人教版选择性必修第二册教材P67·T2改编）某发电站输出电 功率为P，输电线的总电阻为R，则下列关于输电线上的电压损失和功率损 失说法正确的是（　　） A. 若输电电压为U，则U损＝ B. 若输电电压为U，则P损＝ C. 若输电电流为I，则U损＝ D. 若输电电流为I，则P损＝I2R √ √ 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　若输电电压为U，则流过输电线的电流为I1＝，输电线上的电 压损失U损＝I1R＝，输电线上的功率损失P损＝R＝，A正确，B错 误；若输电电流为I，则输电线上的电压损失U损＝IR，输电线上的功率损 失P损＝I2R，C错误，D正确。 目 录 物 理·选择性必修第二册 知识点二　电网供电 目 录 20 〔阅读教材P65，完成下列填空〕 1. 远距离输电的基本原理 在发电站内用 变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通 过 变压器降到所需的电压。 2. 电网 通过网状的 、 ，将许多电厂和广大用户连接起来， 形成全国性或地区性的输电网络。 升压　 降压　 输电线　 变电站　 目 录 物 理·选择性必修第二册 3. 电网输电的优点 （1）降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。 （2）减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡。 （3）合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （1）由于输电导线有电阻，电能的输送过程中有一部分电能转化为电 热。 （　√　） （2）使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于或低于发电 机输出的电压。 （　√　） （3）远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为 n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压一定相等。 （　×　） √ √ × 目 录 物 理·选择性必修第二册 　如图为基本的电网供电示意图。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （1）请描述图中五个电压：U1、U2、U3、U4、ΔU的意义。 提示： U1：发电站的输出电压，也是升压变压器的输入电压。 U2：输电线始端电压，也是升压变压器的输出电压。 U3：输电线末端电压，也是降压变压器的输入电压。 U4：最终用户得到的电压，也是降压变压器的输出电压。 ΔU：输电线上的电压损失，等于输电线始端电压与末端电压的差值，即 ΔU＝U2－U3。 目 录 物 理·选择性必修第二册 I2：升压变压器的输出电流，也是输电电流。 I3：降压变压器的输入电流，也是输电电流，即I2＝I3＝I线。 I4：降压变压器的输出电流。 （2）请描述图中四个电流：I1、I2、I3、I4的意义。 提示： I1：发电站的输出电流，也是升压变压器的输入电流。 目 录 物 理·选择性必修第二册 解决电网供电问题的两个关键 （1）熟悉电网供电的原理示意图 目 录 物 理·选择性必修第二册 ②电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝。 ③功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4。 ④输电电流：I线＝＝＝＝。 ⑤电压损失：U线＝U2－U3＝I线R线。 ⑥功率损失：P损＝P2－P3＝R线＝＝U线I线。 （2）理清电网供电的基本关系 ①电压关系：＝，U2＝U线＋U3，＝。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （2026·辽宁丹东期末）碳排放问题的治本之策是转变能源发展方式， 加快推进清洁能源替代。一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图 甲、乙所示，已知发电机的输出功率为P1＝100 kW，输出电压为U1＝500 V且恒定，输电线总电阻R＝10 Ω，升压变压器原、副线圈匝数比＝ 0.05，降压变压器原、副线圈匝数比＝45，变压器均为理想变压器。若 由于用户数量变化，使得输电线输送电流增加了2 A。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （1）输电线上损失的功率增加了多少？ 答案： 440 W　 解得I2＝10 A 则输电线上损失的功率P损1＝R＝1 000 W，P损2＝R＝1 440 W 可得输电线上损失的功率增加了ΔP损＝P损2－P损1＝440 W。 解析： 由题意，可得I1＝＝200 A，＝ 目 录 物 理·选择性必修第二册 （2）此时用户端获得的电压为多少（结果保留1位小数）？ 答案： 219.6 V 解析：根据＝ 可得U2＝10 000 V 则ΔU＝R＝120 V，U3＝U2－ΔU＝9 880 V 根据＝ 得U4＝219.6 V。 目 录 物 理·选择性必修第二册 1. 〔多选〕某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压 为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。 降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要 使额定电压为220 V的用电器正常工作，则（　　） A. ＞ B. ＜ C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D. 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压 变压器的输入功率。P出－P损＝P入，故D正确；＝，＝，因为U1＝ 200 V＜U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U线，故＞，故B、C错误，A正确。 目 录 物 理·选择性必修第二册 2. 〔多选〕（2026·广东广州期末）绿色环保、低碳出行已经成为一种时 尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。某品牌 电动汽车安装充电桩的电路图如图，已知总电源的输出电压 U1＝220 V， 输出功率P1＝3.3×105 W，输电线的总电阻r＝12 Ω，变压器视为理想变压 器，其中升压变压器的匝数比 n1∶n2＝1∶15，汽车充电桩的额定电压为50 V。下列说法正确的是（　　） 目 录 物 理·选择性必修第二册 A. 输出功率P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上损失的功率越小 B. 输电线上的电流为80 A C. 用户获得的功率为1.2×105 W D. 降压变压器的匝数比n3∶n4＝42∶1 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上电流越小， 根据P损＝r可知损失的功率越小，选项A正确；升压变压器次级电压U2 ＝U1＝3 300 V，输电线上的电流为I2＝＝ A＝100 A，选项B错 误；用户获得的功率为 P'＝P1－r＝3.3×105 W－1002×12 W＝ 2.1×105 W，选项C错误；降压变压器的匝数比 ＝＝＝ ＝42∶1，选项D正确。 目 录 物 理·选择性必修第二册 提能驿站 目 录 37 　直流输电 1. 交流输电的局限性：随着电力系统的扩大，交流输电遇到了一些技 术困难。 （1）现代的供电系统是把许多电站连成一个电网，要使电网内的许多发 电机同步运行，技术上有一定困难。 （2）远距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响也不能忽 略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失。 2. 直流输电的优势：在远距离输电这个环节使用直流，可以减少感抗和容 抗引起的电能损失。 目 录 物 理·选择性必修第二册 （1）原理：由于发电机产生的仍是交流，用户使用的也主要是交流。为 此，在送电端有专用的“整流”设备将交流变换为直流，在用户端也有专 用的“逆变”设备再将直流变换为交流。 （2）直流输电模式：如图所示。 （3）应用：目前我国的新疆昌吉至安徽古泉新建了±1 100 kV特高压直流 输电工程。这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最 远、技术水平最先进的特高压输电工程。直流特高压输电技术已成为我国 “西电东送”战略的技术基础。 3. 直流输电的模式 目 录 物 理·选择性必修第二册 我国已投产运行的1 100 kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等 级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输 电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为10 Ω，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发 生改变。当输送功率为4.4×109 W时，下列说法正确的是（　D　） 目 录 物 理·选择性必修第二册 A. 直流输电线上的电流为8×103 A B. 降压变压器的原副线圈匝数比大于2∶1 C. 直流输电线上损失的功率为1.6×107 W，损失的电压为40 kV D. 若保持输送电功率不变，改用550 kV输电，直流输电线上损失的功率为 6.4×108 W √ 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析：直流输电线上的电流I＝＝ A＝4×103 A，故A错误；降压 变压器的输入电压U2＝U－IR＝1 100×103 V－4×103×10 V＝10.96×105 V，则降压变压器的原副线圈匝数比＝＝＜，故B错误；直流 输电线上损失的功率为ΔP＝I2R＝×10 W＝1.6×108 W，损失的 电压ΔU＝IR＝4×103×10 V＝4×104 V＝40 kV，故C错误；若保持输送电 功率不变，改用550 kV输电，直流输电线的电流I0＝＝ A＝8×104 A，则直流输电线上损失的功率为ΔP0＝R＝×10 W＝ 6.4×108 W，故D正确。 目 录 物 理·选择性必修第二册 课时作业 目 录 43 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析： 　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，因此，应当采用高 压输电，减小输电电流，故选D。 目 录 物 理·选择性必修第二册 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 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 3. （2026·江苏扬州期末）特高压直流输电工程支撑国家“西电东送”战 略和“双碳”目标。保持直流线路输电功率不变，采用1 100 kV和550 kV 远距离输电时，输电线上损失功率分别为P1、P2，输电线的电阻不变，则 P1∶P2（　　） A. 1∶2 B. 1∶4 C. 2∶1 D. 4∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　输电电压分别为U1＝1 100 kV和U2＝550 kV，因输电功率P不 变，根据I＝可知，输电电流与电压成反比，故对应电流I1与I2之比为＝ ＝＝，又因输电线电阻R线不变，损失功率P损＝I2R线，可知损失 功率与电流的平方成正比，则＝＝＝，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 知识点二　电网供电 4. （2026·河北保定期末）蒙西—京津冀±800千伏特高压直流输电工程是 我国一项重要的能源工程。特高压直流输电技术可有效减少相关设备由于 感抗、容抗造成的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 变压器升高电压后可以直接输送直流电 B. 输电线越细，输电线上损耗的能量一定越少 C. 可以通过减小输送电流的方式来减小输电线上的能量损耗 D. 输电线上的能量损耗与用户端用电器的多少无关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 根据直流输电原理，输电线路的能量损耗主要由焦耳热引起， 损耗功率为 P损＝I2R，其中 I 为输送电流，R 为输电线电阻。变压器利用 电磁感应工作，需变化的磁场，而直流电电压恒定，无法产生变化的磁 场，因此变压器不能直接用于直流电的电压变换，故A错误；输电线电阻 R＝ρ（ρ 为电阻率，l为长度，S为横截面积），输电线越细（S越小），R 越大；损耗功率P损＝I2R随R增大而增大，因此损耗的能量一定增加，故B 错误；由P损＝I2R可知，减小输送电流I可直接降低损耗功率。实际输电 中，通过升高电压（功率 P＝UI 一定时，U 增大则 I 减小）实现电流减 小，从而减少损耗，故C正确；用户端用电器增多时，总功率需求增大； 在输电电压一定时，由 P＝UI 可知输送电流 I 增大，导致损耗功率 P损＝ I2R增加，因此输电线上的能量损耗与用户端用电器数量有关，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 6. （2026·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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 8. 〔多选〕（2026·北京朝阳期末）如图所示为远距离输电示意图，各变 压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压U1不变。在用电高峰时（可 等效为用户的总电阻减小），电路中所标物理量变化正确的是（　　） A. 降压变压器的输出电压U4增大 B. 输电线上的电流I2增大 C. 输电线上损失的电压ΔU减少 D. 升压变压器的输出电压U2不变 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系可知＝，若 发电机的输出电压U1不变，则U2不变。将降压变压器及用户部分等效为电 阻R等，则有R等＝R用户，又有＝，解得R等＝R用户＝R用 户，R线和R等是串联，则I2＝I3，U2＝ΔU＋U3，＝，I2＝，在用电高 峰时，R用户减小，R等减小，U3减小，ΔU增大，I2增大。故选B、D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 9. 〔多选〕（2026·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 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 　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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 10. （2026·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； 答案： 2 000 W　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 解析： 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 （2）降压变压器匝数比n3∶n4。 答案： 解析：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＝。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目 录 物 理·选择性必修第二册 $