3.4 电能的输送 过关卷 -2026-2027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（过关卷）五种题型

目　录

题型一　输电原理与交直流输电辨析

题型二　输电过程的动态分析

题型三　输电损耗与匝数比的计算

题型四　发电站与远距离输电综合

题型五　充电桩与实际输电应用

题型一　输电原理与交直流输电辨析

【解题技巧】远距离输电的核心矛盾是电压与损耗：输电电流I=P/U，线路损耗P损=I²R线，所以提高输电电压、减小输电电流是降低损耗的根本途径。升压变压器副线圈匝数多于原线圈，降压相反；变压器不改变交变电流的频率。直流输电没有感抗容抗引起的额外损耗，适合超远距离，但送端要整流、受端要逆变，且直流电不能直接用变压器变压。若推导中出现“低压送电更省”的错误，错在把输电电压当成了导线上的电压降。

1．甘肃—浙江直流特高压工程额定电压±800千伏、额定容量800万千瓦，直流线路全长2370千米。下列是由发电机组发电、变压、整流后进行直流特高压输电的原理示意图。发电机产生交流电后通过可视为理想变压器的两级变压器T1、T2，后接一个二极管D，电流只能单向通过二极管。输电线路中的电阻简化为电阻R，输电电路与外界其他导体形成的电容以C表示，此后的降压、逆变等过程以W表示。下列说法正确的是（　　）

A．其他因素不变，上调T1的滑片，可以增加输电的电压

B．经过二极管D后，交流电的有效值变为原来的一半

C．特高压直流相对于高压交流电的优点在于，电容C造成的损耗减小

D．闭合开关S，输电线路中R造成的损耗减小

题型二　输电过程的动态分析

【解题技巧】负载变化的分析链条：用户用电器增多相当于负载电阻减小，降压变压器输出电流增大，输电线电流随之增大，线路上电压损失和功率损失都增大，降压变压器输入、输出电压都降低，而升压变压器输出电压保持不变；发电厂输出功率增大。反之负载减小时各量反向变化。判定这类题先抓住两个不变量：升压变压器输出电压由输入电压和匝数比决定，发电机输出电压恒定；其余各量沿电流、损耗、电压逐级推导。

1．如图所示，发电厂给用户输电时，随着用户数量的变化会造成用户端电压的不稳定，为此在用户端会加装监测装置对电压进行监控，若电压发生变化则发出相应指令给调节装置，对接入的线圈匝数进行调整，从而维持用户端电压稳定，若发电厂的输出电压不变，均看作理想变压器，下列说法正确的是（　　）

A．未启用调节装置时，用户数量增加，增加

B．未启用调节装置时，用户数量增加，减小

C．启用调节装置后，用户数量增加，调节装置会向上移动触点

D．启用调节装置后，用户数量增加，调节装置会向下移动触点

三、填空题

题型三　输电损耗与匝数比的计算

【解题技巧】输电计算按三段走：送端用P/U求输电线电流，线路用P损=I²R线或U损=IR线求损耗；受端把线路压降从升压变压器输出电压中扣掉得到降压变压器输入电压，再按电压比求用户电压。升压、降压匝数比分别等于对应电压比。若已知损耗占总功率的比例，先由P损=kP求出电流，再回推电压。各变压器视为理想时，输入功率等于输出功率，整个系统只有输电线一处损耗，用户功率等于输出功率减去损耗。

1．在如图甲所示的远距离输电线路中，a、b两端接图乙所示的正弦交流电，熔断丝的熔断电流为，电阻为，升压理想变压器原、副线圈匝数比为，输电线总电阻为，降压理想变压器原、副线圈匝数比为，电阻R两端并联理想交流电压表。电路可以长时间工作，下列说法正确的是（     ）

A．时，电压表的示数为零 B．输电线上的热功率可能为

C．升压变压器输出电压有效值可能为 D．R的阻值可能为

2．如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻的输电线远距离输电，要求远距离输电线上损失的电功率为发电机输出电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（　　）

A．输电线上损失的功率为3000W

B．升压变压器的匝数比为1∶100

C．降压变压器原线圈中的电流为10A

D．降压变压器的输入电压为4970V

3．某小型水电站交流发电机的输出电压恒定为400V，先经升压变压器将电压升高，经总阻值为R＝2Ω的导线向远端用户输电，用户端用降压变压器将电压降到220V供用户使用。若用户的用电功率为19.8kW，输电导线R上损耗的功率为0.2kW，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＝20A

B．降压变压器的输入电压U3＝2000V

C．升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝1：5

D．若用户增加，则发电机的输出功率变大

4．西电东送是中国实施的一项重大能源战略工程，某一时段发电机的输出功率为，发电机的输出电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为的家用交流电。要求在输电线上损失的功率控制在，则（　　）

A．输电线上通过的电流为

B．家用交流电的电压最大值为，频率为

C．升压变压器原、副线圈中匝数比为

D．降压变压器原、副线圈中匝数比为

题型四　发电站与远距离输电综合

【解题技巧】发电站与输电综合题三步走：先求电源——由NBSω或电压时间图像写出电动势表达式并求有效值，线圈内阻不可忽略时先算回路电流再分压；再过升压变压器求输电线电流与损耗；最后经降压变压器求用户电压、电流与功率。水电站问题先由流量、落差与效率算输出功率，风力发电中风速变化按功率与风速三次方成正比处理。全程抓住能量守恒：发电机输出功率等于线路损耗加上用户得到的功率。

1．江苏大丰800兆瓦海上风电项目全面启动建设，该项目的建设将为我国海上风电向深远海发展积累重要经验。根据国家能源局统计，我国风电截至2024年底累计并网装机容量约5.3亿千瓦，在电源结构中占比超15%。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，已知发电机输出的交变电流如图乙所示，升、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。用户端接一个定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是