江苏省泰州中学高二物理选修3-2同步检测5-5电能的输送

5.5 电能的输送课时作业基础达标1．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R ，经过导线的电流为 I ，学校获取的电压为 U 2，则输电线上消耗的电压可表示为()A ．U 1B ．U 1－IRC ． IRD ． U 2【分析】输电线的电压损失ΔU＝U 1－ U 2＝ IR ， B 错误， C 正确； U 1 为输出电压， U 2为用户获取的电压， A 、 D 错误．【答案】C2．如图为远距离高压输电的表示图，对于远距离输电，以下表述正确的选项是 ()A ．增添输电导线的横截面积有益于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是经过减小输电电流来减小电路的发热消耗C ．在输送电压一准时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电一定综合考虑各样要素，不必定是电压越高越好 【分析】依据 P ＝ I 2R 可知，在电流 I 必定的状况下，减小电阻 R 能够减少电路上的电L能损失， 而 R ＝ ρ ，因此增大输电线横截面积 S 可减小电阻R ，A 正确；由输送电功率P ＝ UI ，S2得输电线损失电功率P 线 ＝I 2R ＝ P2R ，可见减小输电电流可减小电路发热消耗，在输送电压一U准时，输送的电功率 P 越大，电能损失越大， B 正确， C 错误；高压输电其实不必定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设施上的困难，因此D 正确．【答案】ABD3．某变电站用 11 kV 交变电压输电，输送功率必定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压高升到 220 kV 送电，下边选项正确的选项是 ()U，因此输电线上的电流增为本来的20 倍A ．因 I ＝RB ．因 P ，因此输电线上的电流减为本来的1I ＝ U20U 2400 倍C ．因 P ＝ R ，因此输电线上损失的功率增为本来的D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为本来的1 400【分析】由ΔP＝I2P21U，故 A 错．若ΔP不变，R＝U R 知，ΔP′＝400ΔP，C 错．此题 I≠R1R′＝ 400R，由电阻定律可得：d′＝20d， D 错，选 B.【答案】B4．某小型水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW ，若以 1 100 V送电，则线路损失为 10 kW ，若以 3 300 V 送电，则线路损失功率可变成()A ． 3.3 kW B． 1.1 kWC． 30 kW D． 11 kW【分析】依据 PP 2可知，热损失功率跟输送电压的平方成反比，故 B 选项正确．损＝U r【答案】B5．一台发电机最大输出功率为4000 kW ，电压为4000 V ，经变压器 T1升压后向远方输电．输电线路总电阻 R＝ 1 k Ω到.目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W) ．若在输电线路上耗费的功率为发电机输出功率的10%，变压器 T1和 T2的消耗可忽视，发电机处于满负荷工作状态，则()A ． T1原、副线圈电流分别为103A和 20AB． T2原、副线圈电压分别为 1.8 ×105 V 和 220 VC． T1和 T2的变压比分别为：50 和： 1D．有 6×104盏灯泡 (220 V 、 60 W) 正常发光【分析】输电线上耗费的功率P2P线线＝ I 2R＝ 400 kW ，则 I2＝＝ 20 A，又 P1＝ U1 I1，R则 I1＝P1＝103 A ，故 A 正确； T1的变压比U1＝I2＝1，又 P＝ U1I1＝U 2I2，得 U2＝2×105 V ，U 1U 2I150输电线上损失电压 U 线＝ I2R＝ 2×104V ，则 T2原线圈的输入电压U 3＝U 2－ U 线＝ 1.8 ×105 V，又灯泡正常发光， T2的副线圈的电压为220 V ，B 正确； T2的变压比U3 1.8 ×105 9000，C 错误；＝220＝U 411依据 U3I 2＝ 60n，解得 n＝ 6×104，D 正确．【答案】ABD6．某小型水电站的电能输送表示图以下图，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()2n 3A. n1>n 4n 2 n 3B.<n 1 n 4nC ．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【分析】依据变压器的电压与匝数之间的关系得n 2＝ U 2 ，n 3＝ U3 ，因为输电线上损失n 1 200n 4 220电压 U ＝IR ，U 2＝U 3＋U ，故 U 2>U 3， n 2 n 3> ， A 选项正确， B 选项错误；升压变压器的输n 1 n 4出功率等于降压变压器的输出功率与输电线损失功率的和，故D 选项正确， C 选项错误．【答案】AD7．发电机端电压为220 V ，输送功率 110 kW ，若要保证用户起码获取 100 kW 电功率，则输电导线电阻不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至5 500 V 后进行输电，则导线电阻不得大于 ________Ω.【分析】由题可知，用户获取100 kW 的电功率，则输电线损失为 10 kW.I 1＝110 0002220A ＝ 500 A,10 000 W ＝I 1 ·R 1，R 1＝ 10 000Ω＝ 0.04 Ω， R 1≤ 0.04 ，Ω250 000I 2＝ 110 000 210 000 Ω.5 500 A ＝ 20 A,10 000 W ＝I 2·R 2， R 2＝ 400 Ω＝ 25 Ω，故 R 2≤ 25【答案】 0.04 258．某发电站的输出功率为104 kW ，输出电压为 4 kV ，经过理想变压器升压后向80 km远处供电．已知输电导线的电阻率为 ρ＝ 2.4 ×10－8 Ω·m，导线横截面积为 1.5 ×10 － 4 m 2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失．2L【分析】(1)设输电导线的电阻为 r ，则 r ＝ ρS＝ 25.6 Ω，由题意知 P 损 ＝P 出 ×4%＝I 2r ，则 I ＝ 125 A ， 即升压变压器的输出电压U 2＝P＝ 8×104 V.I(2)输电线路上的电压损失U 损＝ Ir ＝ 3200 V.【答案】 (1)8 ×104V(2)3200 V能力提高1．以下图为远距离沟通输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其尾端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I1U 1A ．用户端的电压为I 2B．输电线上的电压降为 UC．理想变压器的输入功率为D．输电线路上损失的电功率为I 2.则2I1 rI1U()【分析】由理想变压器输入、输出功率相等可知P1＝P2，即 U1 I1＝ U2I2? U2＝I1U1， AI 2正确．由输电电路图知，输电线上的电压降为U＝ U －U 1， B 错．理想变压器的输入功率P22＝ U 1I 1＝ UI 1－ I1r， C 错．输电线路上损失的电功率为P＝ I 1·r＝ I1U－ I1U 1， D 错．【答案】A2．图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝ n4<n2＝ n3，四根模拟输电线的电阻 R1、 R2、 R3、R4的阻值均为 R， A1、A 2为同样的理想沟通电流表，L1、L 2为同样的小灯泡，灯丝电阻 R L>2R，忽视灯丝电阻随温度的变化．当 A、B 端接入低压沟通电源时 ()A ． A 1、A 2两表的示数同样B． L1、 L2两灯泡的亮度同样C． R1耗费的功率大于R3耗费的功率D． R2两头的电压小于R4两头的电压【分析】远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R1上耗费的功率小于R3上耗费的功率， C 项错；而比较两个不一样输电回路，输电线电阻同样，由P 损＝ I2·2R 可知， A 1示数小于 A 2示数， A 项错；依据欧姆定律可知，R2两头电压小于R4两头电压， D 项正确；因为输电线上损失电压不一样，故两灯泡两头电压不一样，故亮度不一样， B 项错．【答案】D3．电厂发电机的端电压为 250 V ，输出功率为 10 kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为 5 Ω，则 ( )A ．直接输电，用户端的电压只有 50 VB ．若要求用户端的电压为220 V ，则应装备原、副线圈匝数比为： 4(发电厂 )和：1(用户端 )的变压器C ．若要求输电线消耗的功率仅为总功率的5%，则用户端的电压为 237.5 VD ．若用 10000 V 的高压输电，输电线的消耗功率仅为总功率的 0.05%【分析】直接输电时的电流为I ＝ P ＝10×103A ＝ 40 A ，因此输电线上的电压损失为ΔUU 250＝ IR ＝ 40×5 V ＝ 200 V ，因此用户两头获取的电压可求， 为：U ′＝ U －ΔU＝ 250 V － 200 V ＝ 50 V ，22故 A 正确；用 10000 V 的高压输电时，功率损失为：ΔP＝P2100002U R ＝ 10000 ×5 W ＝ 5 W ，因此输电线的消耗功率仅为总功率的0.05%，故 D 正确．【答案】AD4．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 3×106kW. 现用 500 kV 电压输电，则以下说法正确的选项是 ()A ．输电线上输送的电流大小为 2.0 ×105 AB ．输电线上电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108kWD ．输电线上损失的功率为P ＝ U 2 /r ， U 为输电电压， r 为输电线的电阻9【分析】当 U ＝500 kV 时， I ＝ P ＝3×105 A ＝ 6×103A ，而 U 损＝ IR ＝15 kV ，应选项 AU 5×102U错误，选项 B 正确；输电线损失功率不行能比输出功率还大，应选项 C 错误； P ＝ r 中， U应是输电线电阻上的电压，即损失电压，而不是输电电压，应选项D 错误．【答案】B5．风力发电作为新式环保新能源，近几年来获取了迅速发展，以以下图所示风车阵中发电机输出功率的 100 kW ，输出电压为 250 V ，用户需要的电压为 220 V ，输电线电阻为 10 Ω若.输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．(2)画出此输电线路的表示图．(3)用户获取的电功率是多少．【分析】(1)输电线损失的功率P 损＝P×4%＝ 100 kW ×4%＝ 4 kW.输电线电流 I 2＝P损4×103A ＝20 A.＝10R线3升压变电器输出电压U 2＝P＝100×10V ＝ 5×103 V. I220升压变压器原、副线圈匝数比：n1＝U1＝250＝1n2 U25000 20.电压损失 U 损＝ I2R 线＝ 20×10 V ＝200 V.降压变压器原线圈端电压U3＝U 2－ U 损＝4800 V.降压变压器原、副线圈匝数比n3＝ 4800＝240n4 22011 .(2)以下图．(3)用户获取的电功率即降压变压器的输出功率为P 用＝P－ P 损＝ P(1－ 4%)＝ 100 ×96% kW ＝96 kW.【答案】： 20： 11 (2)看法析图 (3)96 kW6．有条河流，流量 Q＝ 2 m 3/s，落差 h＝5 m ，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为 240V ，输电线总电阻 R＝ 30 Ω，同意损失功率为输出功率的6%，为知足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W ”的电灯正常发光？ (取 g＝ 10 N/kg)【分析】设ρ为水的密度电源端： P 输出＝ mgh/t×50%＝Qρgh×0.5＝2×1×103×10×5×0.5 W＝5×104 W.输出电压U0＝ 240 V ，输送电路以下图．为知足输电要求，据2P 损＝I送R，有I 送＝P 损/R ＝P输出×6%＝5×104×0.06 A ＝ 10 A.R 304则送电电压为 U 送＝P输送＝5×10V ＝ 5×103 V.I 送10因此升压变压器的变压比为 n 1 ：n 2＝U 0 ：U 送 ＝ 240/(5 ×103)＝输电线电压损失U 损＝I 送 R ＝ 10×30 V ＝300 V.用户端： U 1＝ U 送－ U 损＝ 5×103 V － 300 V ＝ 4 700 V.据题意可知， U ＝ 220 V ，因此降压变压器的匝数比为n ′ ：n ′＝ U212111.： 125.：U 2＝ 4 700＝：220因为理想变压器没有能量损失，因此可正常发光的电灯盏数为N ＝P输出－P 损＝P 灯445×10 － 5×10 ×0.06盏＝ 470 盏．【答案】： 125： 11 470 盏。

[A 组 素养达标]1．远距离输电,输电功率一定,当输电电压为U 0时,输电线上的电流为I 0,损失的电功率为P 0.则当输电电压提高为2U 0时( )A ．由I ＝UR 得,输电线上的电流变为2I 0B ．由I ＝P U 得,输电线上的电流变为I 02C ．由P ＝U2R 得,输电线上损失的电功率为4P 0D ．由P ＝IU 得,输电线上损失的电功率为2P 0解析：设输电线的电阻为R,当输电线上的电流为I 0时,损失的电功率为P 0＝I 20R.当输电电压提高为2U 0时,由I ＝P U 可知输电线上的电流变为I 02,输电线上损失的电功率为P 损＝(I 02)2R ＝P 04.故选项B 正确．答案：B2．为了减少输电线路上的电能损失,发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送,再经变电站将高压变为低压,某变电站将电压u 0＝11 0002·sin 100πt V 的交流电降为220 V 供居民小区用电,则变电站变压器( )A ．原、副线圈匝数比为1∶50B ．副线圈中电流的频率是50 HzC ．原线圈的导线比副线圈的要粗D ．原线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：原、副线圈匝数比n 1n 2＝11 000 220＝501,A 错误；变压器不改变交变电流的频率,B 正确；原线圈中的电流较小,导线较细,C 错误；副线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和,D 错误．答案：B3．(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n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(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.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．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,故选项D 正确；U 2U 1＝n 2n 1,U 3U 4＝n 3n 4,因为U 1＝200 V ＜U 4＝220 V,U 2＞U 3＝U 2－U 线,故n 2n 1＞n 3n 4,选项A 正确． 答案：AD4．一项名为“1 100千伏特高压隔离开关”的“破冰实验”在我国大兴安岭漠河县取得成功,标志着我国特高压输电技术已突破低温环境制约．为消除高压输电线上的冰,假设利用电流的热效应除冰．若在正常供电时,高压线上输电电压为U,电流为I,热消耗功率为P 损；除冰时,输电线上的热功率需要变为9P 损,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U解析：输电线上的功率损失为P 损＝I 2R 线＝(P U )2R 线,由该式可知要使P 损增大到原来的9倍,输电电流应变为原来的3倍,输电电压应变为原来的13,故A 、D 正确．答案：AD5．某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电．已知输电线的总电阻为R,降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u ＝220sin 100πt V ,降压变压器的副线圈与阻值R 0＝11 Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器,则下列说法中正确的是( )A ．通过电阻R 0的电流的有效值是20 AB ．降压变压器T 2原、副线圈的电压比为1∶4C ．升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压D ．升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率解析：电阻R 0两端的电压有效值不是220 V,所以通过电阻R 0的电流的有效值不是20 A,A 错误；降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1,则降压变压器T 2原、副线圈的电压比4∶1,B 错误；由于连接升压变压器和降压变压器的输电导线上有电压损失,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,C 错误；升压变压器T 1的输出功率等于降压变压器T 2的输入功率与电阻R 上的发热功率之和,D 正确．答案：D6．发电厂直接通过输电线向学校供电．已知发电厂发电机的输出电压为U 1,发电厂至学校的输电线电阻为R 线,通过导线的电流为I,学校输入电压为U 2,下列计算输电线损耗的式子中,不正确的是( )A.U 21R 线 B.(U 1－U 2)2R 线C ．I 2R 线D ．I(U 1－U 2)解析：输电线损耗P 损＝I 2R 线＝U 2线R 线＝IU 线,其中U 线＝U 1－U 2,故B 、C 、D 正确,A 错误．答案：A7．如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2,在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )A ．(n 1n 2)U 2m4rB ．(n 2n 1)U 2m4rC ．4(n 1n 2)2(P U m )2rD ．4(n 2n 1)2(P U m)2r解析：由I 1＝2P U m 和I 1I 2＝n 2n 1得I r ＝I 2＝n 12P n 2U m ,则输电线上损失的功率P r ＝I 2r ·2r＝4(n 1n 2)2(P U m)2r,故选C. 答案：C8．(多选)如图为远距离输电示意图,发电机的输出电压U 1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变,且n 1∶n 2＝n 4∶n 3.当用户用电器的总电阻减少时( )A ．U 1∶U 2＝U 4∶U 3B ．用户的电压U 4增加C ．输电线上损失功率增大D ．用户消耗的功率等于发电机的输出功率解析：根据U 1U 2＝n 1n 2,U 3U 4＝n 3n 4,以及n 1∶n 2＝n 4∶n 3,知U 1∶U 2＝U 4∶U 3,故A 正确．用户用电器总电阻减小,则电流增大,所以输电线上的电流增大,根据P 损＝I 2R 知,输电线上损耗的功率增大,根据ΔU＝IR 知,输电线上的电压损失变大,发电机的输出电压不变,则升压变压器的输出电压不变,则降压变压器的输入电压变小,用户的电压U 4减小,故C 正确,B 错误．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差,故D 错误．答案：AC[B 组 素养提升]9．(多选)某个小水电站发电机的输出功率为100 kW,发电机的电压为250 V,通过升压变压器向远处输电,输电线的总电阻为8 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220 V ．要求在输电线上损失的功率控制为5 kW,则( )A ．输电线上通过的电流为25 AB ．升压变压器输出的电压为40 kVC ．升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶16D ．降压变压器原、副线圈的匝数比为190∶11解析：输电线上损失的功率为5 kW,输电线的总电阻为8 Ω,则通过输电线的电流为25 A,A 对；升压变压器的输出功率为100 kW,而电流为25 A,因此升压变压器的输出电压为4 kV,B 错；升压变压器的原、副线圈之比为电压之比为1∶16,C 对；降压变压器的原、副线圈之比等于电压之比为190∶11,D 对．答案：ACD10．(多选)如图所示,某变电站用10 kV 的高压向10 km 外的小区供电,输送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%,下列不同规格的输电线中,符合要求的是( )选项 型号 千米电阻(Ω/k m)A DYD30/C 1B DYD50/C 0.6 C DYD100/C 0.3 DDYD150/C0.2解析：由P ＝UI 解得输电电流I ＝U ＝20 A,输电线路上损耗的功率不超过P 线＝200 kW×2%＝4 kW,由P 线＝I 2R,解得R ＝10 Ω,由于输电线长度需要20 km,所以可以选择千米电阻0.5 Ω/km 以下的型号DYD100/C 或型号DYD150/C,符合要求的是选项C 、D.答案：CD11．某小型实验水电站输出功率是20 kW,输电线路总电阻是6 Ω. (1)若采用380 V 低压输电,求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电,用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压,求用户得到的电压． 解析：(1)输电线上的电流强度为 I ＝P U ＝20×103380 A≈52.63 A , 输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为 I′＝P U′＝20×1035 000 A ＝4 A,用户端在变压器降压前获得的电压 U 1＝U －I′R＝(5 000－4×6)V＝4 976 V. 根据U 1U 2＝n 1n 2,用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V≈226.18 V.答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V[C 组 学霸冲刺]12.如图所示为某隧道备用发电机组,内阻不计,可在应急时对隧道内的照明电路供电．已知从发电机组输出的电压,经匝数比为n 1∶n 2＝1∶8的升压变压器升压后,由总电阻r ＝4 Ω的输电线送到隧道口,再经匝数比为n 3∶n 4＝8∶1的降压变压器,供给照明电路使用,其他导线电阻可忽略不计．隧道共4排照明电路,每排安装“220 V 40 W”的电灯110盏,若要求所有的电灯都正常发光,试求：(1)输电线上的电流多大？ (2)发电机的输出功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ 解析：(1)隧道内用电功率 P 4＝4×110×40 W＝17 600 W U 4＝220 V由U 3U 4＝n 3n 4可得U 3＝1 760 V 则I 2＝I 3＝P 3U 3＝10 A(2)输电线上的功率损失 ΔP＝I 22r ＝400 W 故P 2＝P 3＋ΔP＝18 000 W 则发电机的输出功率P 0＝P 1＝P 2＝18 000 W ＝1.8×104W(3)输电线的电压损失ΔU＝I2r＝10×4 V＝40 V 则U2＝U3＋ΔU＝1 800 V由U1U2＝n1n2可得U1＝225 V答案：(1)10 A (2)1.8×104 W (3)225 V。

第五章 第5节一、选择题1．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点是( ) A ．可节省输电线的材料 B ．可根据需要调节交流电的频率 C ．可减少输电线上的能量损失 D ．可加快输电的速度 答案 AC解析 设输电功率为P ，输电电压为U ，输电线的电阻为R ，则输电线上损失的功率为P 损＝(P U )2R ，若P 、R 一定，则P 损∝1U 2，采用高压输电可以减少输电线上的电功率损失；若P 损、P 一定，则R ∝U 2，又R ＝ρL S ，ρ、L 一定时输电导线的横截面积S ∝1U 2，采用高压输电可使输电导线的横截面积大大减小，从而节省输电线的材料。

故选项A 、C 正确。

2．(多选)在远距离输电时，若输电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线上损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式中正确的是( )A ．P ′＝U 2SρLB ．P ′＝P 2ρLU 2SC ．P 用＝P －U 2SρLD ．P 用＝P (1－PρLU 2S)答案 BD解析 输电线电阻R ＝ρL S ，输电电流I ＝PU输电线上损失的功率P ′＝I 2R ＝(P U )2ρL S ＝P 2ρLU 2S用户得到的电功率P 用＝P －P ′＝P (1－PρLU 2S )所以选项B 、D 正确。

3．(多选)某发电厂原来用11 kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV 输电，输送的电功率都是P 。

若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是( )A ．根据公式I ＝P U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B ．根据公式I ＝UR，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C ．根据公式P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400D ．根据公式P ＝U 2R ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍答案 AC解析 输电线上电流为I ＝P U ，也可以用I ＝ΔUR 来表示，其中ΔU 为输电线上电阻R 两端的电压，而不是输送电压，故A 正确，B 错误；输电线上的功率损失为P 损＝I 2R ＝P 2U2R ，C 正确；如果用P 损＝U 2R，则U 应为R 上的分压ΔU ，故D 错误。

时间：45分钟一、单项选择题1．输电线路的总电阻为R ，发电站输出功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为(B )A ．PB ．P －P U ·RC ．P －U 2R D.P U 2·R解析：用户得到功率P 得＝P －I 2R ＝P －PU ·R ，所以B 正确．2．某用电器离供电电源的距离为l ，线路上的电流为I .若要求线路上的电压降不超过U .已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是(C )A.ρlI UB.I 2ρC.2ρlI UD.2Ul Iρ解析：因为导线的总长度为2l ，所以电压降U ＝IR ＝Iρ2l S，解得S ＝2ρlI U.正确选项为C.3．远距离输送一定功率的交变电流，输电线电阻一定，若输送电压升高为原来的n 倍，下列选项正确的是(B )①输电导线上的电压损失是原来的1n②输电导线上的电压损失是原来的1n2③输电导线上的电功率损失是原来的1n④输电导线上的电功率损失是原来的1n2A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④解析：由电压损失ΔU ＝IR 和P ＝IU 得ΔU ＝P UR ，故U 变为n 倍时，ΔU ′＝1n ΔU ，①正确；又ΔP ＝I 2R R ，故ΔP ′＝1n2ΔP ，④正确．4．电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律(感应电动势大小的规律)、安培定则(磁场对电流作用的规律)都是一些重要的规律．如图为远距离输电系统的示意图(设用户的电器是电动机)，下列选项中正确的是(D )A ．发电机能发电的主要原理是库仑定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B ．发电机能发电的主要原理是安培定则；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C ．发电机能发电的主要原理是欧姆定律；变压器能变压的主要原理是库仑定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律D ．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律；变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定则解析：发电机主要是将其他形式的能转化为电能的设备，应用的是法拉第电磁感应定律；变压器是由电流的变化产生磁场的变化，从而使得线圈内的磁通量发生变化，产生感应电流，也是应用法拉第电磁感应定律；电动机是将电能转化为其他形式的能的设备，通电导线在磁场中要受到力的作用从而运动，是安培定则的应用．5．某电站用11kV 的交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R .现用变压器将电压升高到220kV 的超高压送电，下列说法中正确的是(B )A ．因I ＝U R，所以输电线上的电流增为原来的20倍B ．因I ＝P U ，所以输电线上的电流减为原来的120C ．因P ＝U 2R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线直径减为原来的1400解析：因U 并非全部加到输电线的电阻上，所以不能用I ＝U R计算输电线中的电流，所以A 错；输送功率和输电电流、输电电压的关系为P ＝UI ，在输送功率一定的条件下，U 和I 成反比，所以B 正确；U 是输电电压，它等于输电线上的电压损失和负载得到的电压之和，所以U 并非R 上的电压，不能用P ＝U 2R计算功率损失，C 错；线路上功率损失P 损＝I 2R 线·ρ·L S ＝P 2送ρL U 2送S，由于输送功率、导线材料、长度是不变的，在线路损失功率不变的条件下，输电电压的平方和导线截面积成反比，所以电压由11kV 升到220kV ，所需导线的横截面积减为原来的1400，导线直径减为原来的120，D 错．二、多项选择题6．远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是(CD )A ．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B ．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C ．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D ．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比解析：此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混，由P ＝U 2R 而选B.正确的思路是由I 线＝P 送U 送可知ΔP ＝P 2送U 2送·R 线，C 对．ΔU ＝P 送U 送·R 线，A 错．ΔP ＝ΔU 2R 线，D 对．7．如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是(ABD)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失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失越小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解析：本题考查电能的输送及输电线电能的损失问题．电能的损失P 损＝I 2R ＝I 2·ρL S，增大输电线的横截面积，会减小输电线的电阻，可以减少电能损失，A 项正确；在输送功率保持不变的情况下，由P ＝UI ，提高输送电压会减小输电电流，从而减小电能损失；在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电电流就越大，功率损失就越大，所以B 项正确，C 项错误；高压输电，电压越高，对变压器的要求就越高，架设难度也会增加，同时感抗和容抗也会使电能损失进一步增大，所以要综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好，D 选项正确．8．2013年9月25日，世界首个商业化运行的同塔双回路特高压交流输电工程——皖电东送淮南至上海特高压交流工程正式投入运行．如图甲所示，某变电所的调压装置可视为理想变压器，当滑动接头上下移动时可改变输出电压．原线圈两端接正弦交流电源，电压u 1保持不变，用户电压u 2随时间变化的规律如图乙所示，下列说法中正确的是(AC )A ．用户电压的瞬时值表达式为u 2＝1902sin(100πt )(V)B ．为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当下移C ．原线圈匝数不变的情形下用户更换不同额定功率的用电器时，原线圈输入功率随之变化D ．原线圈匝数不变的情形下用户更换不同额定功率的用电器时，原线圈两端电压随之变化解析：由于用户电压u 2随时间t 变化的曲线周期为0.02s ，所以u 2＝1902sin(100πt )(V)，选项A 正确；由题图乙可知，副线圈输出电压的有效值U 2＝190V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，为使用户电压稳定在220V ，应减小变压器原线圈匝数n 1，即将P 适当上移，故选项B 错误；理想变压器副线圈电压随原线圈电压的变化而变化，只要原线圈中滑片的位置不变，原、副线圈的匝数比不变，副线圈的输出电压就不变，用户更换不同额定功率的用电器时，副线圈中的电流I 2发生变化，故原线圈的输入功率发生变化，选项C 正确，D 错误．三、非选择题9．某变电站用220V 的电压送电，导线损失的功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？答案：440V解析：设输送功率为P ，送电电压U 1＝220V 时，损失电功率ΔP 1＝20%P ，又ΔP 1＝I 21·R 线，而I 1＝P U 1，则ΔP 1＝P 2U 21R 线，现要求ΔP 2＝5%P ，同理ΔP 2＝P 2U 22R 线，由上式得ΔP 1ΔP 2＝20%5%＝U 22U 21，所以输送电压应为U 2＝440V.10．某电站，输送的电功率为P ＝500kW ，当使用U ＝5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电．答案：(1)60%20Ω(2)22.4kV解析：(1)由于输送功率为P ＝500kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12000度，终点得到的电能E ′＝7200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P U计算，为I ＝100A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝480024kW ＝200kW ，因此可求得r ＝20Ω.(2)输电线上损耗功率P r r ∝1U2，原来P r ＝200kW ，现在要求P ′r ＝10kW ，计算可得输电压应调节为U ′≈22.4kV.11．某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120kW ，输出电压是240V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10Ω，用户需要的电压为220V ．则：(1)输电线上损耗的电功率为多少；(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少．答案：(1)4000W (2)29011解析：(1)根据理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240V ＝6000V 输电电流I 2＝P U 2＝120×1036000A ＝20A 输电线上损失的功率P 损＝I 22r ＝202×10W ＝4000W.(2)输电线上损失的电压U 损＝I 2r ＝20×10V ＝200V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－U 损＝6000V －200V ＝5800V根据理想变压器的变压规律得n 3n 4＝U 3U 4＝5800V 220V ＝29011.。

第五章 交变电流5 电能的输送A 级 抓基础1．输电线路的电阻为R ，发电站输出电功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为( )A ．PB ．P －⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R C ．P －U 2R D.⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R 解析：用户得到功率P 得＝P －I 2R ＝P －⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R ，所以B 正确． 答案：B2．中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P 4B.P 2 C ．2P D ．4P解析：由P＝UI可知由500 kV的超高压输电变为1 000 kV特高压输电时．输电线电流变为原来的12，再根据P线＝I2R线可得，输电线上损耗的电功率将变为P4，故选A.答案：A3．(多选)某电站不经变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为U′，则下列说法中正确的是( )A．输电线上损失电压为PURB．输电线上损失电功率为（U－U′）2RC．用户得到的功率为U′2 RD．用户得到的功率为U′UP解析：根据输送电压U＝U线＋U′，输送电流I＝PU即可判断A、B、D正确，C错误．答案：ABD4．(多选)某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是( )A．根据公式I＝PU，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B．根据公式I＝UR，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C．根据公式P损＝I2R＝P2U2R，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400D．根据公式P损＝U2R，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍解析：输电线上电流为I ＝P U ，也可以用I ＝ΔU R来表示，其中ΔU 为输电线上电阻R 两端的电压，而不是输送电压，故A 正确，B 错误；输电线上的功率损失为P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，C 正确；如果用P 损＝U 2R，则U 应为R 上的分压ΔU ，故D 错误．答案：AC5．某用电器距离供电电源为L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积最小值是( )A.ρL UB.2ρLI UC.U I ρLD.2UL I ρ解析：输电线电流I ＝U R ，R ＝ρ·2L S，所以最小横截面积 S ＝ρ·2L R ＝2ρLI U. 答案：B6．(多选)要使额定电压为220 V 的用电器正常工作(变压器均为理想变压器)，则( )A.n2n1>n3n4B.n2n1<n3n4C．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，故选项D正确.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因为U1＝220 V＝U4＝220 V，U2>U3＝U2－U线，故n2n1>n3n4，选项A正确．答案：ADB级提能力7．某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过发电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器．经变压器降压后．再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )①升压变压器的副线圈的电压变大②高压输电线路的电压损失变大③降压变压器的副线圈上的电压变大④降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大A．①② B．②③C．③④D．②④解析：用电高峰期，用户端总电阻由于并联白炽灯增多而减小，从而电流增大，又由U损＝Ir可知，输电导线上的电压损失变大，升压变压器副线圈的电压不变，降压变压器原、副线圈上的电压变小，而降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大，故正确答案为D.答案：D8．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时( ) A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C ．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D ．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压解析：此时用电器多，负载大，电阻小(因为用电器都是并联的)而变压器输出电压U 不变，由I ＝U R可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故C 正确．答案：C9．发电机输出功率为40 kW ，输出电压400 V ，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5Ω，到达用户后再用变压器降为220 V ，求：(1)输电线上损失的电功率；(2)降压变压器的变压比．解析：(1)发电机输出的电压为400 V ，经升压变压器后电压为U ＝51×400 V ＝2.0×103 V ，由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032.0×103A ＝20 A. 输电线上的功率损失：ΔP ＝I 2·R ＝202×5 W ＝2.0×103 W.(2)输电线上的电压损失：ΔU ＝I·R＝20×5 V ＝100 V.加在降压变压器原线圈两端的电压：U 1＝U －ΔU ＝2.0×103 V －100 V ＝1.9×103 V.降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)U 2＝220 V.降压变压器的变压比n 1n 2＝U 1U 2＝1.9×103220＝9511. 10．发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率． 解析：(1)线路示意图如图所示．(2)如图，升压变压器次级线圈的输出电压：U 2＝n 2n 1·U 1＝101×220 V ＝2 200 V. 据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级线圈输出电流I 2＝P U 2＝44×1032 200A ＝20 A. 输电线路上的电压损失和功率损失分别为：U R ＝I 2R ＝20×0. 2 V ＝4 V ，P R ＝I 22R ＝202×0.2 W ＝80 W ，加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压为：I 3＝I 2＝20 A ，U 3＝U 2－U R ＝2 200 V －4 V ＝2 196 V.降压变压器次级线圈的输出电流和电压为：U 4＝n 4n 3·U 3＝110×2 196 V ＝219.6 V ， I 4＝n 3n 4·I 3＝10×20 A ＝200 A. 用户得到的功率为：P 4＝I 4U 4＝200×219.6 W ＝4.392×104 W.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为U′R＝I1R＝40 V，用户得到的电压U′＝U1－U′R＝180 V，用户得到的功率为P′＝U′I1＝36 kW.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

5.5 电能的输送1．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2.0×105 AB．输电线上电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻2．发电机端电压为220 V，输送功率110 kW，若要保证用户至少获得100 kW电功率，则输电导线电阻不得大于______Ω；若用一个升压变压器升压至5500 V后进行输电，则导线电阻不得大于______Ω.3．发电机输出功率40 kW，输出电压400 V，用变压比(原、副线圈匝数比)为1:5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω，到达用户后再用变压器降为220 V，求：(1)输电线上损失的电功率是多少？(2)降压变压器的变压比是多少？4．一台发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V，现欲向远处输电，若输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，并向用户输送220 V电压，求：(1)试画出这次输电线路的示意图．(2)输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少？(3)用户得到的电功率是多少？5．有条河流，流量Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？(取g＝10 N/kg)5.5 电能的输送1．[解析] 当U ＝500 kV 时，I ＝P U ＝3×1095×105A ＝6×103 A ，而U 损＝IR ＝15 kV ，故选项A 错误，选项B 正确；输电线损失功率不可能比输出功率还大，故选项C 错误；ΔP ＝U 2r 中，U 应是输电线电阻上的电压，即损失电压，而不是输电电压，故选项D 错误．[答案] B2．[解析] 由题可知，用户得到100 kW 的电功率，则输电线损失为10 kW.I 1＝110000220A ＝500 A,10000 W ＝I 21·R 1， R 1＝10000250000Ω＝0.04 Ω，R 1≤0.04 Ω，I 2＝1100005500 A ＝20 A ，10000 W ＝I 22·R 2，R 2＝10000400Ω＝25 Ω，故R 2≤25 Ω.[答案] 0.04 253．[解析] (1)发电机输出的电压为400 V ，经升压变压器后电压U ＝51×400 V ＝2.0×103 V ，由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032.0×103A ＝20 A. 输电线上的功率损失ΔP ＝I 2·R ＝202×5 W ＝2.0×103 W.(2)输电线上的电压损失ΔU ＝I·R ＝20×5 V ＝100 V ，加在降压变压器原线圈两端的电压U 1＝U －ΔU ＝2.0×103 V －100 V ＝1.9×103 V ，降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)U 2＝220 V.降压变压器的变压比n 1n 2＝U 1U 2＝1.9×103220＝9511. [答案] (1)2.0×103 W(2)95:114．[解析] (1)由于是大功率、远距离输电，为了减少输电线路损失的电能，所以要采用高压输电，电能送到用户以后，再用降压变压器向用户输送220 V 电压．画出其输电线路的示意图如图所示．(2)由于要求P R ≤P 2×5%，又∵P 1＝P 2，∴P R ＝5%×P 1＝5%×100 kW ＝5×103 W.故通过输电线的最大电流为：I 2＝P R R ＝5×1038A ＝25 A. 变压器B 2输入功率P′2＝P 2－P R ＝(100×103－5×103 )W ＝9.5×104 W ，I 3＝P′2U 3＝9.5×104220 A ＝475011A ， I 1＝P 1U 1＝100×103250A ＝400 A. 所以升压变压器的变压比n 1n 2＝I 2I 1＝25400＝116. 降压变压器的变压比n 3n 4＝I 3I 2＝4750/1125＝19011. (3)由于是理想变压器，用户得到的电功率即为降压变压器的输出功率． P 用＝P 1－P R ＝(100×103－5×103)W ＝95 kW.[答案] (1)见[解析]图(2)1:16 190:11(3)95 kW5．[解析] 设ρ为水的密度电源端：P 输出＝mgh/t×50%＝Q ρgh×0.5＝2×1×103×10×5×0.5 W＝5×104 W.输出电压U 0＝240 V ，输送电路如图所示．为满足输电要求，据ΔP 损＝I 2送R ， 有I 送＝ΔP 损/R ＝P 输出×6%R＝5×104×0.0630 A ＝10 A. 则送电电压为U 送＝P 输送I 送＝5×10410 V ＝5×103 V. 所以升压变压器的变压比为n 1:n 2＝U 0:U 送＝240/(5×103)＝6:125.输电线电压损失ΔU 损＝I 送R ＝10×30 V ＝300 V用户端：U 1＝U 送－ΔU 损＝5×103 V －300 V ＝4700 V .据题意可知，U 2＝220 V ，所以降压变压器的匝数比为n′1:n′2＝U 1:U 2＝4700220＝235:11.因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为N ＝P 输出－ΔP 损P 灯＝5×104－5×104×0.06100盏＝470盏． [答案] 6:125 235:11 470盏。

A组1.在电能输送过程中,若输送的电功率一定、输电线电阻一定,则在输电线上损耗的电功率()A.和输送电线上电压的二次方成正比B.和输送电流的二次方成反比C.和输送电线上的电压降的二次方成正比D.和输送电流成正比解析:输电线上的功率损失ΔP=R,电压损失ΔU=U-U'=I线R线,输电电流I线=,所以ΔP=R线==()2R线,可见在输送功率P一定和输电线电阻一定时,ΔP与成正比,ΔP与ΔU2成正比,ΔP与U2成反比。

答案:C2.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2,则输电线上损耗的电压可表示为()A.U1B.U1-IRC.IRD.U2解析:输电线的电压损失ΔU=U1-U2=IR,故B错误,C正确;U1为输出电压,U2为用户得到的电压,A、D错误。

答案:C3.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电工程是目前世界上输送电压最高的输电工程。

假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。

在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为()A. B. C.2P D.4P解析:由P=UI可知,输电电压提高到原来的2倍,由于输电功率不变,所以输电电流变为原来的,由P损=I2R线可知输电线上的损耗电功率将变为原来的,选项A正确。

答案:A4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,这是因为此时()A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失的电压大D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电压解析:此时用电器多,电阻小(因为用电器都是并联的),而变压器输出电压U不变,由I=可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故比深夜时暗,故C正确。

人教版物理高二选修3-2 5.5电能的输送同步检测卷A卷(练习)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共18题；共41分)1. （2分）如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂升压后的输出电压为U，用等效总电阻为r的两条输电线输电，输电线路中的电流为，其末端间的电压为在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为则A . 理想变压器原副线圈匝数比为B . 输电线上损失的电压为UC . 理想变压器的输入功率为D . 输电线路上损失的电功率为【考点】2. （2分）远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是（）A . 可节省输电线的材料B . 可根据需要调节交流电的频率C . 可减少输电线上的能量损失D . 可加快输电的速度【考点】3. （2分） (2015高二下·龙海期中) 中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近年来进行了农村电网改造．为了减少远距离输电线路上的电能损耗而降低电费价格，以下措施中切实可行的是（）A . 提高输电电压B . 应用超导材料做输电线C . 提高输送功率D . 减小输电导线的横截面积【考点】4. （2分） (2020高二下·江西期中) 如图所示，在远距离输电过程中，若保持升压变压器原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是（）A . 升高U1会增大输电电流I2B . 升高U1会增大线路的功率损耗C . 升高U1会增大线路的电压损耗D . 升高U1会提高电能的利用率【考点】5. （2分） (2017高二上·邯郸期末) 如图为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压、电流和匝数，其中输电线总电阻为R，则（）A . =B . I2=C . 用户得到的电功率与发电机输出的电功率相等D . 用户得到的交变电流的频率与发电机输出交变电流的频率相等【考点】6. （2分） (2019高二下·金山期中) 有一个负载电阻值为，当将它接在的直流电源上时，消耗的电功率为，若将接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是，已知变压器的输入电压的最大值为100V,变压器的原、副线圈的匝数之比（）A .B .C . 5:1D .【考点】7. （3分） (2017高二下·赣州期中) 某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2 ．降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）．要使额定电压为220V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【考点】8. （2分） (2020高三上·嘉兴月考) 图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比为k。

5.5电能的输送1．(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( ) A ．输电线路上损失的电压与输送的电流成正比 B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的二次方成反比 D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比2．中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P 4B.P 2 C ．2PD ．4P3．(多选)某电站不经变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P ，输电电压为U ，输电线电阻为R ，用户得到的电压为U ′，则下列说法中正确的是( )A ．输电线上损失电压为PURB ．输电线上损失电功率为（U －U ′）2RC ．用户得到的功率为U ′2RD ．用户得到的功率为U ′UP4．远距离输电线路的示意图如图所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压5．某用电器距离供电电源为L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积最小值是( )A.ρL UB.2ρLI UC.U IρLD.2UL Iρ6．(多选)要使额定电压为220 V 的用电器正常工作(变压器均为理想变压器)，则( )A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．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7．某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过发电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器．经变压器降压后．再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )①升压变压器的副线圈的电压变大 ②高压输电线路的电压损失变大 ③降压变压器的副线圈上的电压变大 ④降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大A ．①②B ．②③C ．③④D ．②④8．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时( )A ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C ．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D ．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压9．发电机输出功率为40 kW ，输出电压400 V ，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5Ω，到达用户后再用变压器降为220 V ，求：(1)输电线上损失的电功率； (2)降压变压器的变压比．10．学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1 Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校共22个教室，每教室用“220 V 40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：(1)发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？——★ 参 考 答 案 ★——1．[解析]输电线路上损失的电压ΔU ＝IR ，在R 一定时，ΔU 和I 成正比．若U 越高，I ＝PU 越小，那么ΔU 越小．输电线路上损失的功率ΔP ＝I 2R ，跟I 的二次方成正比．当P 一定时，I ＝P U，所以ΔP ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ，即ΔP 和U 的二次方成反比．故选项A 、C 正确．[答案]AC2．[解析]由P ＝UI 可知由500 kV 的超高压输电变为1 000 kV 特高压输电时．输电线电流变为原来的12，再根据P 线＝I 2R 线可得，输电线上损耗的电功率将变为P 4，故选A.[答案]A3．[解析]根据输送电压U ＝U 线＋U ′，输送电流I ＝PU 即可判断A 、B 、D 正确，C 错误．[答案]ABD4．[解析]变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A 、B 错误．用户用电器总电阻减小，据P ＝U 2R ，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C 正确．升压变压器的输出电压等于输电线路上损失的电压加上降压器输入电压，D 错误．[答案]C5．[解析]输电线电流I ＝U R ，R ＝ρ·2L S ，所以最小横截面积S ＝ρ·2L R ＝2ρLIU .[答案]B6．[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，故选项D 正确.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3n 4，因为U 1＝220 V ＝U 4＝220 V ，U 2>U 3＝U 2－U 线，故n 2n 1>n 3n 4，选项A 正确． [答案]AD7．[解析]用电高峰期，用户端总电阻由于并联白炽灯增多而减小，从而电流增大，又由U 损＝Ir 可知，输电导线上的电压损失变大，升压变压器副线圈的电压不变，降压变压器原、副线圈上的电压变小，而降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大，故正确[答案]为D.[答案]D8．[解析]此时用电器多，负载大，电阻小(因为用电器都是并联的)而变压器输出电压U 不变，由I ＝UR可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故C 正确．[答案]C9．[解析](1)发电机输出的电压为400 V ，经升压变压器后电压为U ＝51×400 V ＝2.0×103 V ，由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032.0×103A ＝20 A.输电线上的功率损失：ΔP ＝I 2·R ＝202×5 W ＝2.0×103 W. (2)输电线上的电压损失： ΔU ＝I ·R ＝20×5 V ＝100 V .加在降压变压器原线圈两端的电压： U 1＝U －ΔU ＝2.0×103 V －100 V ＝1.9×103 V . 降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压) U 2＝220 V .降压变压器的变压比n 1n 2＝U 1U 2＝1.9×103220＝9511.10．[解析](1)所有灯都正常工作时的总功率P 2＝22×6×40 W ＝5 280 W ， 用电器总电流I 3＝P 2U 4＝24 A ， 输电线上的电流I 2＝I 34＝6 A ，降压变压器上的输入电压U 3＝4U 4＝880 V ， 输电线上的电压损失U R ＝I 2R ＝24 V ，因此，升压变压器的输出电压U 2＝U R ＋U 3＝904 V ， 输入电压U 1＝U 24＝226 V ， 输入电流I 1＝4I 2＝24 A ，所以发电机的输出功率P 1＝U 1I 1＝5 424 W. (2)发电机的电动势E ＝U 1＋I 1r ＝250 V .(3)输电线上损耗的电功率P R ＝I 22R ＝144 W.。

2019-2020学年高中物理选修3-2《5.5电能的输送》测试卷
一．选择题（共24小题）
1．在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率减小到原来的（）
A．10倍B ．C．100倍D ．
2．夏季来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，用户消耗的功率增大．如图所示，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r均不变、变压器均为理想变压器，则下列说法中正确的（）
A．变压器的输出电压U2增大，且U2＞U1
B．变压器的输出电压U4增大，且U4＜U3
C．输电线损耗的功率占发电机输出功率的比例增大
D．输电线损耗的功率减小
3．要减少电能输送时的损失，下列说法中正确的是（）
A．降低输电电压B．把输电导线埋于地下
C．提高输电电压D．增大输电导线中的电流
4．如图所示，在远距离输电电路中，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电线的电阻均不变，电表均为理想电表．若发电厂的输出功率减小，则下列说法正确的是（）
A．电压表V1示数减小，电流表A1减小
B．电压表V2示数增大，电流表A2减小
C．输电线上损耗功率增大
D．用户总功率与发电厂的输出功率的比值减小
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