3.4电能的输送 提高卷-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（提高卷）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．金上至湖北±800千伏特高压直流输电工程是我国“西电东送”骨干通道。输电线路流程及参数可简化为如图所示，不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不变。若直流输电线的总电阻为10Ω。当输电功率为4×109 W时，则（　    　）

A．输电功率由送端换流站接入电压决定

B．直流输电线上的电流为2×104A

C．降压变压器的原副线圈匝数比等于15∶11

D．若保持输送电功率不变，可降低输电电压以减少直流输电线的损失功率

2．以下是一段关于输电线损失功率的推导。将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率。设输电电压为U，输电电流为I，输电线电阻为R，则功率损失为，而。将代入得到，因此，要减小功率损失，就应当用低压送电和增大输电线的电阻R。针对输电线电路，这段推导中错因分析正确的是（     ）

A．中U用错了，中U错了

B．中U和I都用错了，中I用错了

C．中U用错了，中R和I都用错了

D．中U和I都用错了，中U和I都错了

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．如图为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，原线圈所接交流电源的电压有效值保持不变，为输电导线的总电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　）

A．输出电压等于输入电压

B．输出功率等于输入功率

C．用电器增多后，消耗的功率增大

D．用电器增多后，的输出电压不变

2．如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器输入电压保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加，变压器可视为理想变压器，则开关S闭合后，以下说法正确的是（    ）

A．变压器原线圈匝数小于副线圈匝数

B．电表示数与示数的比值不变

C．输电线的电阻消耗的功率增大

D．变压器的输入功率减小

3．“西电东送”是中国的一项重大能源战略工程，旨在将西部地区丰富的煤炭、水能、风能资源转化为电力资源，并通过电网输送到电力需求较大的东部沿海地区。若某发电厂电能输送示意图如图所示，发电厂的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器的匝数都不变，当用户数量增多时，下列说法正确的是（     ）

A．输电线上的电流减小

B．输电线上的损耗功率减小

C．升压变压器副线圈的电压不变

D．降压变压器原线圈的电压减小

4．某远距离输电的原理如图所示，发电机输出的电压恒定，升压变压器副线圈两端的电压为U1，用户两端的电压为U2，发电机输出的功率为P1，输电线路上损耗的功率为P2。当用户的用电器增加时，则（　　）

A．U1增大 B．U2不变

C．P1增大 D．P2增大

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．我国是目前世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。如图所示是交流特高压远距离输电的原理图，假定在远距离输电过程中，等效理想变压器T1的输入功率P0=2.2×108 W，输入电压U0=11 kV，输电线上的电流I1=200 A，输电线中损失的功率为输入功率P0的4%。U1为理想变压器T1副线圈两端的电压，U2为理想变压器T2原线圈两端的电压。则（     ）

A．U1=1100 V

B．R线=1.0×103 Ω

C．U1与U2的差与输入功率无关