2019-2020学年高中物理5.5电能的输送同步作业与测评(含解析)新人教版选修3-2

电能的输送 同步练习巩固拓展1．远距离高压输电，当输送电功率相同时，输送导线上损失的电功率（ ）A 。

与输电电压的平方成正比 B.与输电电压的平方成反比C 。

与输电导线上的电压降的平方成正比D 。

与输电导线上的电流的平方成正比2．在远距离输电时，输送的电功率为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 ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则( ）A 。

2U S P L ρ'= B.22P L P U S ρ'= C.2U S P P L ρ=-用 D.2(1)P L P P U Sρ=-用 3．水电站给远处山村送电的输出功率是100kW ，用2000V 电压输电，线路上损失的功率是2.5×104W ，则输电线的电阻多大？如果改用20000V 高压输电,线路上损失的功率多少？4．有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线总电阻R ＝4Ω，全校共22个班,220V,40W 6盏,若保证全部电灯正常发光，则：(1)发电机输出功率多大？(2）发电机电动势多大？（3)输电效率是多少?（4)如果用灯数减半，发电机输出的功率是否减半？创新探究5．一小型水利发电站水坝落差h ＝5m ，流量q ＝1m 3/s ，发电机组总效率η＝50%,机端输出电压350V 。

为了向离电站较远处的用户供电,采用先升压、后降压的办法.设输电线总电阻R ＝4Ω，允许输电线电热损失功率为电站输出功率的5％，用户需要电压220V ，试计算升压变压器、降压变压器的匝数比.(g ＝10m/s 2）6．发电机的端电压220V,输出功率44kW ，输电导线的电阻为0.2Ω,如果用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线后，再用初次级匝数比为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送到用户，求用户得到的电压和功率。

5.5 电能的输送
．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
．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
．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．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
的变压比分别为：50和：
、60 W)正常发光
I2R＝400 kW
消耗的功率
两端的电压
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，项错；而比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，
，则应配备原、副线圈匝数比为：4(和：，则用户端的电压为237.5 V
用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
＝100×96% kW＝96 kW.
：：11 (2)见解析图(3)96 kW
．有条河流，流量 2 m3/s，落差h＝5 m，现利用其发电，若发电机总效率为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的
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
g＝10 N/kg)
n1：n U0：U＝：125.
＝10×30 V＝300 V.
＝5×103 V300 V＝
′1：n U1：U ：
P 因为电灯盏N＝
：125 ：。

变压器电能的输送练习一、选择题1．利用变压器不可能做到的是【】A．增大电流B．升高电压C．减小电压D．增大功率2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的【】A．负载电阻为0 B．输出电流为0C．两端电压为0 D．输出功率为03．下列正确说法是【】A．变压器也可能改变恒定电压B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用4．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中【】A．电流频率比为2∶1B．功率比为2∶1C．电流比为2∶1D．电压之比为2∶15．理想变压器原、副线圈的电流为I1，I2，电压U1，U2，功率为P1，P2，关于它们之间的关系，正确的说法是【】A．I2由I1决定B．U2与负载有关C．P1由P2决定D．以上说法都不对6．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为【】A．90V B．0．4V C．6V D．0V7．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的【】A．输送电压的平方成正比B．输送电压的平方成反比C．输电线中电流的平方成正比D．导线中电流的平方成反比8．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是【】A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P=IU，应低电压小电流输电C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对9．用电器电阻值为R距交变电源L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为【】A．ρL/R B．2ρLI/UC．U/ρLI D．2UL/ρI10．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上【】11．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是【】A．三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流B．三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流C．三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线D．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线（都是火线）向外输电12．对于三相交变电流，下面说法正确的是【】A．相电压一定大于线电压B．相电压一定小于线电压C．相电流一定小于线电流D．以上说法都不对13．如图1所示，三个完全相同的负载连接成星形，由不计内阻的三相交变电源供电，若C相断开，则电流表和电压表的示数变化应分别是【】A．电流表示数变小，电压表示数不变B．电流表示数不变，电压表示数变大C．电流表、电压表示数都变小D．电流表、电压表示数都不变二、填空题14．如图2所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电流表示数为0.025A，则电压表的示数为______V，原、副线圈的匝数比为______．15．如图3用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率P变化情况是V1______，V2______，A1______，A2______，P______．16．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．17．变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗的功率为______；当匝数比为nK时，线路上损耗的功率为原来的______倍．18．如图4所示，理想变压器的线圈匝数分别为n1=2200匝，n2=600匝，n3=3700匝，已知交流电表A2示数为0.5A，A3示数为0.8A则电流表A1的示数为______．三、计算题19．如图5变压器两个次级线圈匝数比为n1∶n2，所接负载R1=R2，当只闭合电键S1时，初级线圈中电流为1A；当只闭合电键S2时，初级线圈中电流为2A，设输入的交变电压不变，求n1∶n2．20．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．变压器为理想变压器输电线路如图6所示．变压器、电能的输送练习答案一、选择题1．D 2．BD 3．BCD 4．D 5．C6．D 7．BC 8．C 9．B 10．ABCD11．BD 12．D 13．A二、填空题14．400，20∶1115．不变，不变，减小，减小，减小16．605kW，16.2kW18．1.48A三、计算题20．升压1∶8，降压12∶1。

5 电能的输送知识内容选考要求课时要求电能的输送c1.了解输电导线电能损失的主要原因，知道减少电能损失的两条途径.2.理解采用高压输电的原因，认识高压输电的局限性.3.认识电网的重要作用，认识电网安全对社会的重要性.4.会求解输电导线上的功率损失等问题.一、降低输电损耗的两个途径1.输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障.(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定.(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少.2.输电线上的功率损失：ΔP＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻.3.降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当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.二、电网供电1.远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压.2.电网：通过网状的输电线、变电站，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.3.电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益.(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量.(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.1.判断下列说法的正误.(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比.( √ )(2)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小.( × )(3)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压.( √ ) (4)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相等.( × )2.输电线的总电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为________. 答案 U 22∶U 12一、降低输电损耗的两个途径如图所示，假定发电厂输出的电压为U ，输送功率为P ，输电线路中的电流是I ，两条导线的总电阻是r (在图中把导线电阻集中画为r ).那么：(1)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(3)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？答案 (1)U ′＝U －ΔU ＝U －PUr ＝U －Ir .(2)不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和.(3)由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因.功率损失表达式：ΔP ＝I 2r ＝P 2U2 r ，所以降低功率损耗的两个途径为：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 .1.输电线上的电压损失：如图1所示，ΔU ＝U －U ′＝Ir ＝P Ur .图12.输电线上的功率损失(1)ΔP ＝I 2r ，其中I 为输电线上的电流，r 为输电线的电阻. (2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝(ΔU )2r，其中ΔU 为输电线上的电压损失.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 ，根据r ＝ρL S，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 ＝P U，在输送功率P 一定，输电线电阻r 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，输送电流可减为原来的1n ，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.例1 (2017·湖州市高二检测)某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是( )A.输电线上损耗的功率为P 02RU 22B.输电线上损耗的功率为P 02RU 12C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率 答案 C解析 设发电厂输出功率为P ，则输电线上损耗的功率ΔP ＝P －P 0，ΔP ＝I 2R ＝P 2RU 12，A 、B 项错误；采用更高的电压输电，可以减小输电线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C 项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D 项错误.例2 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦. (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？答案 (1)2500A (2)1.25×108W 14(3)1000A 2×107W125解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×1082×105A ＝2500A(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝25002×2×10W＝1.25×108W 损失功率与输出功率之比为ΔP P ＝1.25×108W 5×108W ＝14(3)将电压升高至50万伏时，I ′＝P U ′＝5×1085×105A ＝1000A输电线上损失的功率ΔP ′＝I ′2·2r ＝10002×2×10W＝2×107W 损失功率与输出功率之比为ΔP ′P ＝2×107W 5×108W ＝125. 二、远距离高压输电电路中的各种关系某发电站向远处送电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路.(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计).(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？ 答案 (1)第一个回路：P 1＝U 1I 1第二个回路：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 22R ＋P 3 第三个回路：P 4＝U 4I 4(2)U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 1＝P 2；U 3U 4＝n 3n 4、I 3I 4＝n 4n 3、P 3＝P 4.解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律.1.画图、理清三个回路(如图2所示)图2回路1：P 1＝U 1I 1回路2：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 22R 线＋P 3，I 2＝I 3回路3：P 4＝U 4I 4 2.抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2 即U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，P 1＝P 2.(2)理想降压变压器联系回路2和回路3 即U 3U 4＝n 3n 4，I 3I 4＝n 4n 3，P 3＝P 4. 3.掌握一个定律根据能量守恒定律得P 2＝ΔP ＋P 3.例3 如图3所示为远距离交流输电的简化电路图.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I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2.则( )图3A.用户端的电压为I 1U 1I 2B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I 12r D.输电线路上损失的电功率为I 1U 答案 A解析 根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；理想变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 21r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误.针对训练 如图4所示是远距离输电的示意图，下列说法正确的是( )图4A.a 是升压变压器，b 是降压变压器B.a 是降压变压器，b 是升压变压器C.a 的输出电压等于b 的输入电压D.a 的输出电压等于输电线上损耗的电压 答案 A解析 远距离输电先升压，后降压，选项A 正确，B 错误；由于输电线上有电压损耗，故a 的输出电压等于b 的输入电压与输电线上损耗的电压之和，选项C 、D 错误.1.(输电线上功率损失的计算)(2017·诸暨市校级期中)用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P ，输电电压为U ，输电线的总电阻为R ，则输电线上损失的功率为( ) A.P UB.PR UC.P 2R U2 D.U 2R2 答案 C解析 因为输送功率为P ，输电电压为U ，所以输电电流为I ＝P U，根据公式P ＝I 2R 得输电线上损失的功率为P ＝I 2R ＝P 2RU2，故C 正确，A 、B 、D 错误.2.(输电线上功率损失的计算)(多选)某发电厂原来用电压为U 1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压变压器将电压升高为U 2后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为R 线，则下列说法中正确的是 ( )A.由公式I ＝P U 2可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的150B.由公式I ＝U 2R 线可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍 C.由公式P ＝I 2R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的12500D.由公式P ＝U 22R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗增为原来的2500倍答案 AC解析 由U 1U 2＝n 1n 2可知，U 2＝50U 1，输送功率不变，由公式I ＝P U 2可知，输电线中的电流降为原来的150，选项A 正确，B 错误；由P ＝I 2R 线可知，输电线上的功率损耗减为原来的1 2 500，选项C 正确，D 错误.3.(远距离输电线路的分析与计算)远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U 1＝110kV 和输电电压为U 2＝330kV 输电.则两种情况中，输电线上通过的电流之比I 1∶I 2等于( ) A.1∶1B.3∶1C.1∶3D.9∶1 答案 B解析 输送功率相同，根据P ＝UI 得，输电电流与输电电压成反比，所以I 1I 2＝U 2U 1＝31，故B 正确.4.(远距离输电线路的分析与计算)(多选)(2017·宁波市十校联考)象山是浙江风力发电的前沿重地，已投资建成多个风电场，其中珠山风电场的输送功率为70MW ，发电机的输出电压为u ＝7002sin100πt (V).通过如图5所示的电路向县城输电，其中输送电压为70kV ，输电线总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V.以下说法正确的是( )图5A.用户端交流电频率为50HzB.在输电线上的损耗功率小于输送功率的5%C.降压变压器原、副线圈匝数比为300∶1D.若输送电压为7kV ，则输电线上损失的功率为4×108W 答案 ACD解析 变压器不改变交变电流的频率，由ω＝2πf ＝100πrad/s 知，用户端交流电频率f ＝50Hz ，选项A 正确；输电线的输送电压，即升压变压器副线圈两端的电压U 2＝70kV ，则输送电流I ＝P U 2＝103A ，故输电线上的损耗功率ΔP ＝I 2r ＝4×106W ，则ΔP P ＝4×10670×106×100%≈5.7%，选项B 错误；输电线上的损耗电压ΔU ＝Ir ＝4kV ，则降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－ΔU ＝66kV ，由U 3U 4＝n 3n 4得，降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4＝300∶1，选项C 正确；若输送电压为7kV ，则输送电流变为原来的10倍，由损耗功率ΔP ＝I 2r 知，输电线上损失的功率变为原来的100倍，即4×108W ，选项D 正确.一、选择题考点一 输电线上功率损失的计算1.农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有( ) A.提高输送功率 B.增大输送电流C.提高输电电压D.减小输电导线的横截面积答案 C解析 减少输电损耗的途径：减小输电导线中的电流，即提高输电电压；减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故C 正确.2.(多选)(2018·东阳中学高二上学期期中)远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是( ) A.与输送的电压的平方成正比 B.与输送的电流的平方成正比 C.与输送的电压的平方成反比 D.与输电导线上的电压降的平方成正比 答案 BCD3.(2018·温州十五校联合体高二第一学期期末)发电站输出功率为4400kW ，现采用110kV 的高压输电，若要使输电效率不低于90%.则输电线的电阻不得大于( ) A.68.75Ω B.275Ω C.137.5Ω D.550Ω答案 B4.(多选)(2018·宁波市高二第一学期期末)某水电站，用总电阻为 2.5Ω的输电线输电给500km 外的用户，其输出电功率是3×106kW ，现用500kV 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2.0×105A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV 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 ＝U 2r，U 为输电电压，r 为输电线的电阻答案 BC解析 由P ＝IU 得输电线上输送的电流为：I ＝P U ＝3×106×103500×103A ＝6×103A ，由ΔU ＝Ir 得输电线路上的电压损失为：ΔU ＝6×103×2.5V＝15kV ，故A 错误，B 正确；若改用5kV 电压输电，输电线上损失的功率为：ΔP ′＝P 2U ′2 r ＝(3×1095×103)2×2.5 W＝9×1011 W ＝9×108kW ，C正确；输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2r，计算时，U 为输电线上的电压，而不是输电电压，故D 错误.5.(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为l ，输电线损失的功率为ΔP ，用户得到的功率为P ′，则下列关系式正确的是( )A.ΔP ＝U 2SρlB.ΔP ＝P 2ρlU 2SC.P ′＝P －U 2SρlD.P ′＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－Pρl U 2S 答案 BD解析 输电线电阻为R 线＝ρlS ，输电电流为I ＝P U，故输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 2R 线＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·ρl S ＝P 2ρl U 2S ，用户得到的电功率为P ′＝P －ΔP ＝P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－Pρl U 2S ，故B 、D 正确.6.(2018·牌头中学高二上学期期中)为清除高压电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰.若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热损耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A.输电电流为3I B.输电电流为9I C.输电电压为3U D.输电电压为9U答案 A解析 高压线上的热耗功率为：ΔP ＝I 2R 线；又9ΔP ＝I ′2R 线，由两式得I ′＝3I ，所以A 正确，B 错误.又输送功率不变，由P ＝UI ＝U ′I ′得U ′＝U3，所以C 、D 错误. 考点二 远距离输电线路的分析与计算7.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减小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 答案 C解析 此时用电器多，总电阻比深夜时小(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，故比深夜时要显得暗，故C 正确.8.(多选)如图1为发电厂向远处用户输电的电路示意图，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.若输送功率增大，下列说法中正确的有( )图1A.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增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 答案 CD解析 已知发电厂的输出电压不变，升压变压器的原、副线圈匝数比不变，升压变压器的输出电压不变，A 错；若输送功率增大，升压变压器的输出电压不变，则输电线上电流增大，又输电线的电阻不变，故输电线上损失的电压增大，降压变压器的输入电压减小，则降压变压器输出电压减小，B 错；因输电线上电流增大，输电线的电阻不变，则输电线上损失的功率增大，由P 损P ＝(PU )2R P ＝PRU2，知损耗的功率占总功率的比例增大，C 、D 对.9.夏天由于用电器的增多，每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电.若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是( )A.若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B.若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍C.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D.若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍 答案 A解析 高压输电时P ＝UI ，I 是输送电路上的电流.用电高峰时，若输送电压不变，则I 为正常供电时的2倍，A 正确；输电线上损失的功率ΔP ＝I 2R 线，则损失功率变为正常供电时的4倍，B 错误；用电高峰时，若输送电压加倍，则I 不变，与正常供电时相同，C 错误；由ΔP ＝I 2R 线，知损失的功率不变，D 错误.10.(多选)(2018·慈溪中学高二上学期期末)550kV 句章变电站已顺利投产，该项目的投产将大大填补余姚、慈溪及杭州湾新区的用电缺口，缓解用电紧张局面.相比原来的275kV 输电，下列说法正确的是( )A.输电线上的频率将减少一半B.输电线上的电流将减少一半C.输电线上损失的电功率将减少一半D.输电线上损失的电功率将减少为原来的四分之一答案 BD二、非选择题11.发电机输出功率为40kW ，输出电压为400V ，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，则输电线上损失的电功率是多少？ 答案 2×103W解析 发电机输出的电压为400V ，经升压变压器升压后电压为U ＝5×400V＝2×103V 由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032×103A ＝20A 输电线上的功率损失P 损＝I 2r ＝2×103W.12.(2017·杭州市高二检测)大地震发生后，某公司向灾区人民捐赠一批柴油发电机.这种柴油发电机的工作原理是以柴油机为动力系统，带动发电机发电.现在用一台柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图2所示.发电机到安置区的距离是400m ，输电线路中的火线和零线均为单股铜导线，该导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44kW ，当这些家用电器都正常工作时(额定电压均为220V)，则：图2(1)输电线路中的电流多大？(2)输电线路损失的电功率多大？(3)发电机实际输出电压多大？(4)该柴油发电机工作过程中，每小时消耗18kg 柴油，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少？(柴油热值是3.3×107J/kg) 答案 (1)200A (2)8×103W (3)260V (4)31.5% 解析 (1)安置区的总电流I 0＝P 0U 0＝4.4×104220A ＝200A. 输电线路中的电流I 线＝I 0＝200A.(2)输电线路电阻R 线＝2.5×10－4×800Ω＝0.2Ω， 输电线路损失的电功率P 线＝I 线2R 线＝2002×0.2W＝8×103W(3)输电线路损失的电压U 线＝I 线R 线＝200×0.2V＝40V 发电机输出电压U ＝U 线＋U 0＝(40＋220) V ＝260V(4)18kg 柴油完全燃烧放出的热量 Q ＝mq ＝18×3.3×107J ＝5.94×108J发电机每小时输出的电能W ＝UI 线t ＝260×200×3600J＝1.872×108J效率η＝W Q ×100%≈31.5%.。

5.5电能的输送1．以下关于电能输送的说法不正确的是( )A ．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B ．减小输电导线上功率损失的唯一方法是要采用高压输电C ．增大导线的横截面积可以减小输电导线上的功率损失D ．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等2．某发电站采用高压输电向外输送电能。

若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电线的总电阻为R 线。

则下列说法不正确的是( )A ．输电线上的电流I ＝U R 线B ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线电阻上的功率损失P 线＝(P 0U)2R 线 D ．输电线电阻上的电压损失U 线＝P 0UR 线 3．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。

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I 1，其末端间的电压为U 1。

在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2。

则( )A ．用户端的电压为I 1U 1/I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21r D ．输电线路上损失的电功率为I 1U4．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占总功率的比例增大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5．某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4kV ，通过理想变压器升压后向80km 远处供电。

已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m ，导线横截面积为1.5×10－4m 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。

6．一个小型水力发电站(如图所示)，发电机输出电压U 0＝250V ，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为P m ＝30kW ，它通过总电阻R 线＝2.0Ω的输电线直接向远处的居民区供电。

5 电能的输送1.(2018·江苏南京期中)远距离输送交变电流都采用高压输电.我国正在研究用比330 kV高得多的电压进展输电.采用高压输电的优点是( C )A.可提高用户端电压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.可加快输电的速度解析:采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,应当选项C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.假设要求线路上的电压降不超过U.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.B.I2ρ C. D.解析:因为导线的总长度为2l,所以电压降U=IR=Iρ,解得S=,应当选项C正确.3.(2019·安徽芜湖检测)如下列图为远距离输电线路的示意图,假设发电机的输出电压不变,如此如下表示中正确的答案是( C )A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电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,选项A,B错误;用户用电器总电阻减小,据P=,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,选项C正确;升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压,选项D错误.4.远距离输电中,当输送的电功率为P,输送电压为U时,输电线上损失的电功率为ΔP,假设输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为,输电线电阻不变,那么输电电压应增为( C )A.32UB.16UC.8UD.4U解析:根据题意知ΔP=()2·r,ΔP=()2·r得U′=8U,故C正确.5.(多项选择)如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数n1=n4<n2=n3,A1,A2,A3为一样的理想交流电流表.当a,b端接入低压交流电源时,如此( AC )A.A1,A3的示数相等B.A1,A2,A3的示数相等C.A1的示数大于A2的示数D.A2的示数大于A3的示数解析:因为=,=,n1=n4<n2=n3,故I1>I2,I4>I3,即A1的示数大于A2的示数,A2的示数小于A3的示数;又I2=I3,所以I1=I4,即A1,A3的示数相等,选项A,C正确,B,D错误.6.(2019·湖北宜昌检测)“西电东送〞工程中,为了减少输电损耗,必须提高输电电压.从西部某电站向华东某地区输送的电功率为 106 kW,输电电压为 1 000 kV,输电线电阻为100 Ω.假设改用超导材料作为输电线,如此可减少输电损耗的功率为( A )A.105 kWB.104 kWC.106 kWD.103 kW解析:输电电流I=,输电线路损失的电功率P损=I2R=()2R=1×105kW;当改用超导输电时,就不损失电能,因此减少的输电损耗就等于P损,故A正确.7.(2019·江西景德镇检测)某发电站的输出功率为 104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向 80 km 远处用户供电.输电线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,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.解析:(1)导线电阻r=ρ=Ω=25.6 Ω输电线路损失功率为输出功率的4%,如此4%P=I2r代入数据得I=125 A由理想变压器P入=P出与P=UI得输出电压U== V=8×104 V.(2)输电线路上电压损失U′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V.答案:(1)8×104 V (2)3.2×103 V8.(2019·湖南岳阳检测)关于高压直流输电,如下说法正确的答案是( A )A.高压直流输电系统在输电环节是直流B.变压器能实现直流电和交流电的转换C.稳定的直流输电存在感抗和容抗引起的损耗D.直流输电时,要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题解析:直流输电在发电环节和用电环节是交流,而输电环节是直流,A正确;换流器的功能是实现交流电和直流电的转换,B错误;稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗,不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题,C,D错误.9.(2018·江苏徐州检测)(多项选择)为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.假设在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,如此除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( AD )A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为U解析:输电线上的热耗功率P线=I2R线,热耗功率由P变为9P,如此电流由I变为3I,选项A正确.输电功率P不变,由P=UI,电流变为3I,输电电压为U,选项D正确.10.(2019·江西赣州检测)如下列图,某发电机输出功率是100 kW,输出电压是250 V,从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为220 V,如此升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( C )A.16∶1 190∶11B.1∶16 11∶190C.1∶16 190∶11D.16∶1 11∶190解析:输电线损失功率P损=100×103×5% W=5×103 W,所以,输电线电流I2==25 A,升压变压器原线圈电流I1==400 A,故升压变压器原、副线圈匝数比==.升压变压器副线圈两端电压U2=U1=4 000 V,输电线损失电压U损=I2R总=200 V,降压变压器原线圈电压U3=U2-U损= 3 800 V,故降压变压器原、副线圈匝数比为==,应当选项C正确.11.(2019·安徽合肥检测)如下列图,(甲)是远距离输电线路的示意图,(乙)是发电机输出电压随时间变化的图象,如此( D )A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小解析:由u t图象可知,交流电的周期T=0.02 s,故频率f==50 Hz,选项A错误;交流电压的最大值 U m=500 V,故有效值U==250 V,选项B错误;输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定,选项C错误;当用户用电器的总电阻增大时,副线圈上的电流减小,根据=,原线圈(输电线)上的电流减小,根据P=R,输电线损失的功率减小,选项D正确.12.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n1,n2,在T的原线圈两端接入一电压u=U max sin ωt的交流电源,假设输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,如此输电线上损失的电功率为( C )A.()B.()C.4()2()2rD.4()2()2r解析:由瞬时值表达式知,原线圈电压的有效值U1=,根据理想变压器的电压规律可得=,由理想变压器的输入功率等于输出功率得P=I2U2,输电线上损失的电功率P损=·2r,联立可得P损=4()2()2r,故C正确.13.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW,输出电压为500 V,输电线的总电阻为10 Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)(2)假设不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?解析:(1)建立如下列图的远距离输电模型.由线路损耗的功率P线=R线,可得I线== A=6 A,又因为P输出=U2I线,所以U2== V=1 500 V,U3=U2-I线R线=(1 500-6×10)V=1 440 V,根据理想变压器规律===,===所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.(2)假设不用变压器而由发电机直接输送(模型如下列图),由P输出=UI线′,可得I线′== A=18 A所以线路损耗的功率P线=I线′2R线=182×10 W=3 240 W用户得到的电压U用户=U-I线′R线=320 V用户得到的功率P用户=P输出-P线=(9 000-3 240)W=5 760 W.答案:(1)1∶3 72∶11 (2)320 V 5 760 W。

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理课时跟踪检测十一电能的输送新人教版选修3_2撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________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．减短输电线长度C．减少通电时间D．采用高压输电解析：选D 从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻或减小输电电流。

减小电阻的方法实现起来较困难，因此应当采用高压输电，减小输电电流。

2．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n 倍，则下列说法中正确的是( )A．输电线上的电流变为原来的n倍B．输电线上的电压损失变为原来的1n2C．输电线上的电功率损失变为原来的1nD．若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的n2倍解析：选D P＝UI，当U变为原来的n倍时，I变为原来的；输电线上的电压损失：ΔU＝R线电功率损失：P损＝2R线①输电线电阻R线＝ρ，当l变为原来的n2倍时，电阻增大为原来的n2倍，由①式知P损不变。

3．(多选)发电厂发电机的输出电压是U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，导线中的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损失的功率下列表达式正确的是( )A. B.RC．I2R D．I(U1－U2)解析：选BCD 用P＝求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线上的电压，故选项A是错误的。

选项B中的U1－U2是输电线上的电压，因此，选项B是正确的。

选项C、D中的电流I是输电线中的电流，故选项C、D都是正确的。

4．输电线的电阻共计为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户能得到的电功率为( )A．P B．P－rC．P－ D.r解析：选B 用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的热功率之差，所以P用户＝P－2r，选项B正确。