高中物理第5章交变电流习题课变压器及电能的输送练习新人教版选修3

第五章 交变电流4 变压器A 级 抓基础1．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V, I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A解析：在副线圈电路中，I 2＝PU ＝0.1 A ，再根据U 1U 2＝n 1n 2 ，及I 1I 2＝n 2n 1，得U 1＝110 V ，I 1＝0.2 A ，故B 、C 、D 错，A 正确．答案：A2．如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：根据接入电压u ＝11 0002sin 100πt ，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V 880 W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝PU＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V ＋220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比，为2 750∶61，A错误，C正确；交流电的频率f＝ω2π＝100π2π＝50 Hz，B错误；变压器的输出功率P出＝P R L＋P r＝880 W＋42× 6 W＝976 W，D错误．答案：C3．如图所示，T为理想变压器，为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时( )A．的读数变大，的读数变大B．的读数变大，的读数变小C．的读数变小，的读数变大D．的读数变小，的读数变小解析：当滑动触头下移时，R3减小，R总减小，I＝UR总，U不变I增大，U并＝U－UR1减小，通过R2的电流IR2减小，I A2＝I－IR2增大，的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知的示数变大．答案：A4．(多选)调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压u，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则( )A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小解析：保持P 的位置不动，U 2不变，将Q 向下移动时，R 变大，故电流表读数变小；保持Q 的位置不动，R 不变，将P 沿逆时针方向移动时，n 2变大，U 2变大，故电流表的读数变大．答案：BC5．如图所示，理想变压器的交流输入电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V 9 W ”“12 V 12 W ”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V. 根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2、U 2U 3＝n 2n 3得：n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36(匝)＝1 320匝，n 3＝U 3U 2n 2＝126×36(匝)＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3，所以P 入＝P 2＋P 3. 即I 1U 1＝P 2＋P 3，则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.B 级 提能力6．(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是 ( )A ．线圈匝数n 1<n 2，n 3<n 4B ．线圈匝数n 1>n 2，n 3>n 4C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n 1>n 2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n 3<n 4，题图乙中的电表为电流表，故选项C 、D 正确．答案：CD7.如图甲、乙所示电路中，当A 、B 接10 V 交变电压时，C 、D 间电压为4 V ；M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流，P 、Q 接4 V 直流，下面可表示A 、B 间和M 、N 间的电压是( )A ．10 V 10 VB ．10 V 4 VC ．4 V 10 VD ．10 V 0解析：题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C 、D 作为输入端，A 、B 作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4 V 交流时，A 、B 间将得到10 V 交流．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等．所以当P 、Q 接4 V 直流时，M 、N 两端的电压也是4 V ．综上所述，B 正确．答案：B8．如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，交流电源电压u ＝311sin 100πt V ，F 为熔断电流为I 0＝1.0 A 的保险丝，负载R 为一可变电阻．(1)当电阻R ＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R 的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为U 1＝3112 V ＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得副线圈两端的电压：U 2＝n 2n 1U 1＝12×220 V ＝110 V.(1)当R ＝100 Ω时，副线圈中电流为：I 2＝U 2R ＝110100A ＝1.10 A.由U 1I 1＝U 2I 2得原线圈中的电流为：I 1＝U 2U 1I 2＝110220×1.10 A ＝0.55 A ，由于I 1<I 0(熔断电流)，故保险丝不会被熔断．(2)设电阻R 取某一值R 0时，原线圈中的电流I 1′刚好到达熔断电流I 0，即I 1′＝1.0 A ，则副线圈中的电流为：I 2′＝U 1U 2I 1′＝n 1n 2·I 1′＝2×1.0 A ＝2.0 A ，变阻器阻值为：R 0＝U 2I 2′＝1102.0Ω＝55 Ω， 此时变压器的输出功率为：P 2＝I 2′U 2＝2.0×110 W ＝220 W.可见，要使保险丝F 不被熔断，电阻R 的阻值不能小于55Ω，输出的电功率不能大于220 W.欢迎您的下载，资料仅供参考！。

5 电能的输送A 级 抓基础1．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＝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：A2．(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P URB ．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 ′UP 解析：根据输送电压U ＝U 线＋U ′，输送电流I ＝P U 即可判断A 、B 、D 正确，C 错误．答案：ABD3．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：C4．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 U B.2ρLI U C.UI ρL D.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：B5．(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：ADB 级 提能力6．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 ．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：D7．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：C8．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线总电阻是6 Ω.(保留四位有效数字)(1)若采用380 V 的电压输电，求输电线损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压． 解析：(1)输电线上的电流为I ＝P U ＝20×103380A ≈52.63 A 输电线路损耗的功率为P 线＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流变为I ′＝P U ′＝20×1035 000A ＝4 A 用户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 ≈226.2 V. 9．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？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.。

电能的输送题组一输电线上的电压损失和功率损失1.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高得多的电压进行输电。

采用高压输电的优点是()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,故选项C正确。

答案:C2.如图所示为远距离输电线路的示意图,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。

答案:C3.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C.输电线上的电功率损失变为原来的D.若输电线上的电功率损失不变,输电线路长度可为变为原来的n2倍解析:P=UI,当U变为n倍时,I变为原来的;电压损失ΔU=R线;功率损失P损=()2R线;输电线电阻R=ρ,当l变为n2倍时,电阻增大n2倍,则P损=()2R线知P损不变。

答案:D4.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,则关于输电线上损失的功率,下列表达式错误的是()A. B.C.I2RD.I(U1-U2)解析: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错误。

5 电能的输送A 级 抓基础1．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.P4 B.P2 C ．2PD ．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＝I 2R 线可得，输电线上损耗的电功率将变为P4，故选A.答案：A2．(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 ′UP 解析：根据输送电压U ＝U 线＋U ′，输送电流I ＝P U即可判断A 、B 、D 正确，C 错误． 答案：ABD3．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：C4．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.2ρLIUC.UI ρLD.2UL I ρ解析：输电线电流I ＝U R，R ＝ρ·2LS，所以最小横截面积S ＝ρ·2L R ＝2ρLIU.答案：B5．(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 4 B.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＝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：ADB 级 提能力6．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 ．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：D7．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：C8．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线总电阻是6 Ω.(保留四位有效数字) (1)若采用380 V 的电压输电，求输电线损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．解析：(1)输电线上的电流为I ＝P U ＝20×103380A ≈52.63 A输电线路损耗的功率为P 线＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流变为I ′＝PU ′＝20×1035 000 A ＝4 A用户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 ≈226.2 V.9．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？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.。

——教学资料参考参考范本——高中物理第5章交变电流5电能的输送练习新人教版选修3_2______年______月______日____________________部门1．输电线上的功率损失P＝________，降低输电损耗的两个途径为：____________________，____________________.2．远距离输电基本原理：在发电站内用________变压器______电压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______变压器______所需的电压．3．下列关于电能输送的说法中正确的是( )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惟一办法是采用高压输电C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等4．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A．U1∶U2 B．U∶U2C．U∶U D．U2∶U15．如图1所示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( )图1A．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【概念规律练】知识点一线路损耗问题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是( )A. B.错误!C．I2R D．I(U1－U2)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P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( ) A．输电线上的电流I＝URB．输电线上的电流I＝P0UC．输电线上损失的功率P＝()2RD．输电线上损失的功率P＝U2R知识点二远距离输电线路中各物理量的关系3．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1 kΩ.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)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB．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1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光4．某小型水电站的电能输送示意图如图2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( )图2A.>n3n4B.<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【方法技巧练】关于远距离输电问题的分析方法5．发电机的端电压220 V，输出电功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，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，则(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．6．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，则下列关系式正确的是( ) A．P′＝ B．P′＝P2ρLU2SC．P用＝P－ D．P用＝P(1－)1．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．可减小输电线上的能量损失D．可加快输电的速度2．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平方成反比D．输电线路上损失的功率跟输电线上电流成正比3．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，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是( )A. B. C. D.2ULIρ4．在远距离输电时，若输送的功率不变，使输出电压升高为原来的n倍，则输电线路上因电阻而产生的电能损失将变为原来的( )A．n2倍 B．n倍 C. D.1n5．在如图3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( )图3A．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6．某农村水力发电站的发电机输出电压稳定，它发出的电先通过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．降低电压后，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( )A．升压变压器的副线圈的电压变大B．高压输电线路的电压损失变大C．降压变压器的副线圈上的电压变大D．降压变压器的副线圈上的电压变小7．某发电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面哪个选项正确( )A．因I＝，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝，所以输电线上的电流减为原来的120C．因P＝，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，可将输电线的直径减为原来的120题号 1 2 3 4 5 6 7答案8.有一座小型水电站，输出的电功率是25 kW，输出电压为400V．若输电导线的总电阻为1Ω，求输电线上损失的电功率和用户得到的功率分别是________，________.9．水电站给远处山村送电的输出功率100 kW，用2 000 V的电压输电，线路上损失的功率是2.5×104 W，如果用20 000 V的高压输电，线路上损失的功率为________W.10．对某一输电线路，线路架设情况已确定，现要求输送一定的电功率P，若输电线上损失的功率占输送功率P的百分比用η表示，输电线路总电阻用r表示，输电电压用U表示，则η、P、U、r间满足什么关系？从中你能得出什么结论？11.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．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 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．12．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图4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，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若要保证电灯全部正常发光，求：图4(1)发电机输出功率；(2)发电机电动势；(3)输电效率；(4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半．第5节电能的输送答案课前预习练1．I2r 减小输电导线的电阻减小输电导线中的电流2．升压升高降压降到3．AD4．C [由P＝UI，P损＝I2R可得P损＝，所以输电线上损失的功率与输送电压的平方成反比，C项正确．]5．ABD [导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失就越小，A对；在输送功率一定的前提下，提高输送电压U，由I＝知，能减小电流I，从而减小发热损耗，B对；若输送电压一定，由I＝知，输送的电功率P越大，I越大，发热损耗就越多，C错；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济性等各种因素，不是电压越高越好，D 对．]课堂探究练1．BCD [输电线的损耗P损＝I2R线＝＝IU线其中U线＝U1－U2，故B、C、D正确．]点评计算功率损失常用公式P损＝IR线和P损＝，特别在利用P损＝时要注意U线是R线上的电压．2．BC [输电线上的电流I线＝＝故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝IR＝()2R＝，故C正确，D错误．]点评由功率损失P＝()2R线知：当输送功率P输一定时减少输电线上功率损失的方法为提高输电电压或减小输电导线的电阻．3．ABD [输电线上消耗的功率P线＝IR＝400 kW，则I2＝＝20 A，又P1＝U1I1，则I1＝＝103 A，故A正确；T1的变压比＝＝，又P＝U1I1＝U2I2，得U2＝2×105 V，输电线上损失电压U线＝I2R＝2×104 V，则T2原线圈的输入电压U3＝U2－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＝＝，C错误；根据U3I2＝60n，解得n＝6×104，D正确．]点评远距离输电线路图如下各物理量有下列关系①电压关系：U发＝U1，＝，U2＝U3＋U损，＝，U4＝U用；②电流关系：n1I1＝n2I2，I2＝I线＝I3，n3I3＝n4I4；③功率关系：P发＝P1＝P2，P2＝P3＋P损，P3＝P4＝P用，P损＝I2R线，P损＝2R线，P损＝IU损．4．AD [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>，选项A正确．]点评在理解电压关系时，可把输电线路理解为三个闭合回路．如图第一个回路发电机是电源，升压变压器的原线圈是用电器，若输电线电阻忽略则有U发＝U1；第二个回路升压变压器副线圈是电源，降压变压器的原线圈为用电器，则有U2＝U线＋U3；第三个回路降压变压器副线圈为电源，用户为用电器，若输电线电阻忽略则有U4＝U 用．5．(1)见解析(2)219.6 V 4.392×104 W(3)180 V 3.6×104 W解析(1)示意图如下图所示(2)升压变压器次级的输出电压U2＝U1＝×220 V＝2 200 V据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级输出电流I2＝＝ A＝20 A输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR＝I2R＝20×0.2 V＝4 VPR＝IR＝202×0.2 W＝80 W加到降压变压器初级上的输入电流和电压为I3＝I2＝20 AU3＝U2－UR＝2 200 V－4 V＝2 196 V降压变压器次级的输出电压和电流为U4＝·U3＝×2 196 V＝219.6 VI4＝·I3＝10×20 A＝200 A用户得到的功率为P4＝I4U4＝200×219.6 W＝4.392×104 W(3)若不采用高压输电，用220 V低压直接供电时，电路如下图所示，则输电电流I＝＝ A＝200 A，输电线路上的电压损失UR′＝IR＝200×0.2 V＝40 V所以用户得到的电压为U4′＝U1－UR′＝220 V－40 V＝180 V用户得到的功率为P4′＝IU4′＝200×180 W＝3.6×104 W方法总结(1)求解远距离输电的关键是熟悉输电线路图，并画出示意图，把需要的物理量都标在图中的相应位置上．(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．6．BD [输电线电阻R＝ρ，输电电流I＝PU故输电线上损失的电功率为P′＝I2R＝2ρ＝P2ρLU2S用户得到的电功率为P用＝P－P′＝P.故B、D正确．]方法总结在远距离输电问题中，也要时刻注意能量守恒这一线索，即发电机的总功率应等于线路上损失的热功率和用户得到的功率之和(在不考虑变压器自身的能量损失的条件下)．课后巩固练1．AC [远距离输电，往往输送电功率一定，根据P＝UI，输送电压U越高，则输送电流I＝越小，据P线＝I2r可知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即r确定，则可减小线路上的能量损耗，故A、C项正确；而交流电的频率是一定的，不随输送电压的改变而改变，输电的速度就是电磁波的传播速度，也一定，故B、D项不正确．]2．AC [U损＝IR线，所以R线一定时，U损与I成正比，A正确．U损＝I·R线＝·R线，所以P输、R线一定时，U损与U输成反比，B错误．P损＝I2R线＝2R线，所以P输、R线一定时，P损与U 输的平方成反比，C正确．P损＝I2R线，所以P损与I2成正比，D错误．]3．B [由欧姆定律有R＝，由电阻定律有R＝ρ，由以上两式解得：S＝]4．C [根据输电线上的功率损失的表达式：P损＝I2R＝()2R，电压升高为原来的n倍，则功率损失为原来的.]5．CD [对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U1∶U2＝n1∶n2知，输入电压不变，线圈匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗U损＝I2R线增大，功率损耗P损＝IR线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为＝＝＝∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确．]6．BD [变压器的输入功率、输入电流的大小是由负载消耗的功率大小决定的，用电高峰期，白炽灯不够亮，消耗功率增大，输电线中的电流增大，线上电压增加，B正确．发电机输出电压稳定，升压变压器的副线圈的电压不变，降压变压器的输出电压由升压变压器副线圈的电压与线上损耗电压之差决定，D正确．]7．BD [选项A中，I 是输电线中的电流，R是输电线的电阻，但是U不是输电线上损失的电压，而是总的输送电压(是输电线和负载上电压之和)，所以不能用I＝计算输电线中的电流，在运用欧姆定律时，I、R、U应该对应于同一部分导体．因为输送的功率一定，由I＝可知，当输送的电压增为原来的20倍时，电流减为原来的，选项B正确．选项C中，R是输电线的电阻，而U是总的输送电压，R与U又不对应，所以P＝是错误的．输电线上损失的功率一般用P损＝I2R计算，从选项B中已经知道电流减为了原来的.若P损不变，则输电线的电阻可增为原来的400倍，根据R＝ρ，在电阻率、长度不变的条件下，那么导线的横截面积可减小为原来的，即导线的直径减为原来的，所以选项D是正确的．] 8．3.9 kW 21.1 kW解析由P＝IU，可求出输电线中的电流为I线＝＝ A＝62.5 A，输电线上损失的功率为P损＝IR线＝62.52×1 W＝3 906.25 W≈3.9 kW，用户得到的功率为P用＝25 kW－3.9 kW＝21.1 kW，即输电线上损失的功率约为3.9 kW，用户得到的电功率约为21.1 kW9．250解析线路上损失的功率P损＝I2R线，又I＝PU所以P损＝2R线，代入数据，解得R线＝10 Ω，当用20 000 V的高压输电时，P损′＝2R线＝250 W.10．见解析解析输电线路上损失的功率P损＝ηP＝I2r又P＝UI联立以上两式可得：ηP＝2r，即ηU2＝Pr，当P、r确定时，有ηU2＝定值，所以要减小η，必须提高输电电压U.11．(1)8×104 V(2)3.2×103 V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%，则4%P＝I2r，代入数据得：I＝125 A由理想变压器P入＝P出及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 V12．(1)5 424 W (2)250 V (3)97% (4)减少大于一半解析由于发电机至升压变压器、降压变压器至学校距离较短，不必考虑这两部分输电导线上的功率损耗，发电机的电动势E，一部分降在电源内阻上，另一部分为发电机的路端电压U1，升压变压器副线圈电压U2的一部分降在输电线上，其余的就是降压变压器原线圈电压U3，而U4应为灯的额定电压U额．(1)对降压变压器：P3＝P4＝U4I4＝nP灯＝22×6×40 W＝5 280 W而U3＝U4＝880 V所以I3＝＝ A＝6 A对升压变压器：U1I1＝U2I2＝IR＋U3I3＝IR＋P3＝62×4 W＋5 280 W＝5 424 W所以，发电机的输出功率P出＝5 424 W(2)因为U2＝U3＋I线R＝U3＋I3R＝880 V＋6×4 V＝904 V所以U1＝U2＝×904 V＝226 V又U1I1＝U2I2所以I1＝＝4I2＝4I3＝24 A故E＝U1＋I1r＝226 V＋24×1 V＝250 V(3)η＝×100%＝×100%＝97%(4)电灯减少一半时n′P灯＝2 640 W，I3＝＝ A＝3 A所以P出＝n′P灯＋IR＝2 640 W＋32×4 W＝2 676 W．发电机输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失减少到原来的.。

电能的输送（建议用时:40分钟）【A 组 基础巩固】1．下列关于高压直流输电的说法,正确的是( )A ．高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B ．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C ．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D ．直流输电,用户可以直接得到直流电解析：选B 。

现代的直流输电,只有输电这个环节使用高压直流,发电、用电及升、降电压仍然是交流，D 错误；变压器只能对交流起作用,对直流不起作用,A 错误;在输电功率大、输电导线横截面积大的情况下，对交流来说,感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，当然电阻对直流和交流是同样有影响的，B 正确，C 错误．2．下列关于减少远距离输电导线上热损耗的说法中,正确的是( )A ．因为热功率P ＝错误!，所以应降低输电电压，增大输电导线的电阻，才能减少输电导线上的热损耗B ．因为热功率P ＝IU ，所以应采用低电压、小电流输电,才能减少输电导线上的热损耗C ．因为热功率P ＝I 2R ，所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减少输电导线上的热损耗D ．以上说法均不正确解析：选C 。

不能盲目套用公式，要注意其物理意义，在求热损耗时可以用P 损＝I 错误!R 线或用P 热＝U 线I 线,也可用P ＝错误!，但U 必须为输电导线两端的电压降,故选项C 正确．3．(多选)为了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：选AD.输电线上损失的功率为P 损＝I 2R 线＝⎝ ⎛）P U 错误!R 线,由该式可知要使P 损增大为原来的9倍，输电电流应变为原来的3倍或输电电压变为原来的13,故选项A 、D 正确．4．(2019·江苏东台创新学校月考）如图所示是远距离输电的示意图,下列说法正确的是（ )A ．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解析:选A。

第五章 第4节 变压器课后强化演练一、选择题1．(多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( ) A ．交流电的频率 B ．磁通量的变化率 C ．功率D ．交流电的峰值解析：理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B 、C 项正确；变压器的原理是互感现象，其作用改变电压不改变频率，A 项正确，D 项错误．答案：ABC2．(多选)(2017·遵义市模拟)图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55 Ω，A 、V 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( )A ．电流表的示数为2 AB ．原、副线圈匝数比为1 ∶2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100 Hz解析：根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数I 2＝U 2R＝2 A ，A 选项正确；分析图乙可知，原线圈两端电压的有效值U 1＝220 V ，根据理想变压器电压和匝数关系可知，U 1U 2＝n 1n 2＝2 ∶1，B 选项错误；电压表示数为电压的有效值，C 选项正确；理想变压器不会改变电压的频率，分析乙图可知，交变电压的频率为50 Hz ，D 选项错误．答案：AC3．(2017·平遥中学月考)如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd 处于磁感应强度B ＝6225πT 的水平匀强磁场中，线圈面积S ＝0.5 m 2，内阻不计；线圈绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝10π rad /s 匀速转动；线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“12 V,12 W”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( )A ．通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB ．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VC ．变压器原、副线圈匝数之比为10 ∶1D ．若将该灯泡更换为“12 V,24 W”的灯泡且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速解析：根据角速度和频率的关系可知，通过灯泡的交变电流的频率f ＝ω2π＝5 Hz ，A 选项错误；根据交变电流的产生原理可知，矩形线圈产生电动势的最大值U m ＝nBS ω＝120 2 V ，B 选项错误；原线圈输入电压的有效值U 1＝U m2＝120 V ，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，U 1U 2＝n 1n 2＝10 ∶1，C 选项正确；灯泡的额定电压不变，不需要改变交变电压的转速，D 选项错误．答案：C4．如图所示为理想变压器．原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈n 2＝50匝，n 3＝100匝，L 1是“6 V,2 W”的小灯泡．L 2是“12 V,4 W”的小灯泡，当n 1接上交变电压时，L 1、L 2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )A.160 A B.130 A C.120 A D.110A 解析：P 出＝2 W ＋4 W ＝6 W ，由P 入＝P 出，得I 1U 1＝6 W ，又U 1U 2＝n 1n 2，所以U 1＝n 1n 2U 2＝1 00050×6 V＝120 V ，所以I 1＝6120 A ＝120A ．故正确答案为C. 答案：C5．(多选)如图1所示的变压器，接如图甲所示的交流电时．灯泡正常发光，电容器能正常工作．现将电源换成如图乙所示的交流电．则( )A．由于乙交变电流的周期变短，因此灯泡比第一次亮B．由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C．无论接甲，还是接乙电源，若滑动触头P向上移动，灯泡都变暗D．若将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小解析：乙交变电流的周期小，频率高，但是灯泡作为纯电阻电路，亮度与周期无关，由有效值决定，甲、乙交变电流的有效值相等，故灯泡一样亮，A选项错误；电容器能否被击穿，取决于电压的最大值，两种交流电电压的最大值相等，故B选项错误；将滑动触头P 向上移动时，电阻变大，理想变压器的输出电压不变，根据欧姆定律可知，流过灯泡的电流变小，灯泡变暗，C选项正确；将原线圈的匝数n1增加，根据理想变压器电压和匝数关系可知，输出电压变小，灯泡消耗的功率变小，D选项正确．答案：CD6．(多选)(2017·德州市月考)如图所示，变压器原线圈接电压一定的交流电，在下列措施中能使电流表示数变小的是( )A．只将S1从2拨向1B．只将S2从4拨向3C．只将S3从闭合改为断开D．只将变阻器R3的滑动触头上移解析：只将S1从2拨向1，原线圈匝数减小，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，U1 U2＝n1n2，输出电压变大，根据闭合电路欧姆定律可知，输出电流变大，则输入电流变大，电流表示数变大，A选项错误；只将S2从4拨向3，则输出电压变小，输出电流变小，则输入电流变小，B选项正确；只将S3从闭合改为断开，副线圈电阻增大，输出电流变小，输入电流变小，C选项正确；只将变阻器R3的滑动触头上移，副线圈电阻增大，则输入电流变小，D选项正确．答案：BCD二、非选择题7．(2017·武邑中学月考)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝2πT．如果用此发电机带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如下图．求：(1)发电机输出电压的有效值为多少？(2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？解析：(1)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，产生正弦式交流电，最大值E m＝NBSω＝1 100 2 V，根据正弦式交流电的规律可知，输出电压的有效值U1＝E m 2＝1 100 V.(2)电机正常工作，副线圈两端电压U2＝220 V，根据理想变压器电压和匝数关系可知，U1 U2＝n1n2＝5 ∶1.(3)理想变压器的输入功率和输出功率相等，P1＝P2＝22 kW，根据功率公式P1＝U1I1，解得交流电流表示数I1＝20 A.答案：(1)1 100 V (2)5 ∶1 (3)20 A8．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u­t图象如图乙所示．若只在ce间接一只R ce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只R de＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de. 解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt (V)． (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1≈0.28 A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或25 A . (3)设ab 间匝数为n 1U 1n 1＝U ce n ce同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n cen de ＝ R ceR de 代入数据得n ce n de ＝43. 答案：(1)u ab ＝400sin200πt (V) (2)0.28 A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或25 A (3)n ce n de ＝43精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

5 电能的输送A 级 抓基础1．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.P4 B.P2 C ．2PD ．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＝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：A2．(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 ′UP 解析：根据输送电压U ＝U 线＋U ′，输送电流I ＝P U即可判断A 、B 、D 正确，C 错误． 答案：ABD3．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：C4．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.2ρLIUC.UI ρLD.2UL I ρ解析：输电线电流I ＝U R，R ＝ρ·2LS，所以最小横截面积S ＝ρ·2L R ＝2ρLIU.答案：B5．(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 4 B.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＝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：ADB 级 提能力6．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 ．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：D7．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 ＝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：C8．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线总电阻是6 Ω.(保留四位有效数字) (1)若采用380 V 的电压输电，求输电线损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．解析：(1)输电线上的电流为I ＝P U ＝20×103380A ≈52.63 A输电线路损耗的功率为P 线＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流变为I ′＝P U ′＝20×1035 000A ＝4 A用户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 ≈226.2 V.9．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？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.。