2020-2021学年第4节 电能的远距离输送当堂检测题

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册

3.4电能的远距离输送 课后练习（解析版）

1．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，两种情况下输送的电功率都是P。若输电线路的总电阻为R，则下列说法中正确的是（　　）

A．根据公式升压变压器原线圈通过的电流降为原来的

B．根据公式：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=I2R：提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的

D．根据公式P1=P2：提高电压后，输电线上的功率损耗不变

2．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　　）

A．电动机的机械效率为60%

B．电流表的示数为10A

C．输电线路损失的电功率为200W

D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5

3．某发电站用的交变电压向远处送电，输送功率为，输电线的总电阻为。若改用的交变电压送电，保持输送功率不变，则输电线上节约的电功率为（　　）

A． B． C． D．

4．从发电站输出的功率为220kW，输电线的总电阻为5Ω，分别用1100V和11kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的功率损失之比为（　　）

A．1：100 B．100：1 C．1：10 D．10：1

5．下列关于交变电流、变压器和远距离输电的说法中不正确的是（　　）

A．理想变压器的输出电压由输入电压和原副线圈匝数比决定

B．交变电流的最大值是有效值的倍

C．降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和减小输电电流

D．一般交流电设备上标的额定电压指有效值

6．远距离输电示意图如图所示，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，在T的原线圈的两端接入一有效值U=1000V的正弦交流电压，若原线圈的输入电功率，输电线的总电阻为20Ω。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　）

A．2kW B．5kW C．10kW D．20kW

7．如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R=20Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压。当用电器电阻R0=22Ω时（　　）

A．通过用电器R0的电流有效值是

B．升压变压器的输入功率为2325W

C．当用电器R0的阻值增大时，输电线损耗的功率也随着增大

D．用电高峰期灯泡较暗，可通过减少降压变压器原线圈的匝数来提高其亮度

8．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的总电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3。当用户用电器的总功率增大时（　　）

A．U1∶U2＝U4∶U3

B．用户的电压U4增加

C．输电线上的损失功率增大

D．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大

9．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2。下列关于P1和P2的表达式中正确的是（　　）

A． B． C． D．

10．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，用总电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的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．输电线上的损失功率为300W

B．升压变压器的匝数比为1∶100

C．降压变压器的输入电压为4970V

D．降压变压器的匝数比为100∶1

11．远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则（　　）

A．

B．输电线损失的电功率为

C．提高输送电压U2，则输电线电流I2减小

D．电厂输送电功率为U2I2

12．如图所示，在模拟远距离电能输送电路中，升压变压器原线圈与发电机相连，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为。每条输电线的电阻为，若用户端负载电阻两端电压为，消耗的电功率为，两变压器均为理想变压器。则下列说法正确的是（　　）

A．降压变压器原线圈电压为

B．输电线上的电流为

C．输电线上损失的功率为

D．升压变压器副线圈电压为

13．为彻底解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势，渝西、渝北电网主网架由升级到超高压，有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时，首先要把电厂发电机组产生的电压通过升压变压器升高到，以40万的功率远距离送往变电站，不同的输送电压、所用的导线及相应的线损率（输电线上损耗的功率与总功率的比值）如表所示，则升级后（　　）

A．送往变电站远距离输电线的电流为

B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为

C．送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了

D．送往变电站的输电线的电压损失为

14．高压\特高压输电是减小电能损失的有效方法，我国在这方面已经走到了世界前列。如图所示为远距离输电的示意图，图中变压器均为理想变压器，输电线总电阻。用户可等效为图中的滑动变阻器。已知，，用户额定电压为，正常情况下用户消耗的总功率为。下列说法正确的是 （　　）

A．变压器的输入功率为

B．滑动变阻器的阻值

C．升压变压器匝数比

D．当滑动变阻器触头向上滑动时，输电效率升高

15．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电压为250V，升压变压器原、副线圈的匝数比是，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器，当发电机的输出电功率为时。下列说法正确的是（　　）

A．远距离输电损失的电压160V

B．远距离输电损失的功率为640W

C．降压变压器原、副线圈的匝数比

D．若用户用电器增多则降压变压器输出电压增大

16．某发电站向远处输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、n1、n2、n3、n4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？

17．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，求：

（1）输电线上的电流I线；

（2）降压变压器的匝数比n3︰n4。

18．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力，求：

（1）水电站升压变压器原、副线圈的匝数比；

（2）用户降压变压器原、副线圈的匝数比。

19．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速的发展。如果风车阵中某发电机的输出功率为，输出电压为。发电机通过原、副线圈的匝数之比为的升压变压器、总电阻为的输电线和降压变压器把电能输送给用户。已知用户使用的用电设备需要的电压为，求：

（1）升压变压器的输出电压；

（2）输电线上损失的电功率；

（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。

20．如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求：

（1）图示中的送电电流

（2）用户得到的电压

（3）用户得到的功率。

参考答案

1．C

【详解】

AB．根据

知输送功率不变，输送电压变为原来的20倍，则输电电流降为原来的，升压变压器原线圈通过的电流不变，故AB错误；

CD．根据

得，电流降为原来的，则输电线上损耗的功率减为原来的，故C正确，D错误。

故选C。

2．D

【详解】

A.电动机的输入功率为，两端电压为，则通过电动机的电流

则电动机内部消耗的功率

则电动机输出功率

则电动机的机械效率

A错误；

BC.根据变流比可知，降压变压器输入电流

根据变压比可知，降压变压器输入电压

根据欧姆定律可知，输电线分压

△

输电线消耗功率

△△

则升压变压器输出电压

△

升压变压器的输出功率

△

则升压变压器输入功率

根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，则升压变压器的输入电流

电流表的示数为11A，BC错误；

D.根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比

D正确。

故选D。

3．B

【详解】

输电线的功率损失

当输电电压为11kV时

当输电电压为55kV时

则输电线上节约的电功率480W。

故选B。

4．B

【详解】

输电线上由电阻造成的功率损失为

可得

B正确。

故选B。

5．B

【详解】

A．由可知，理想变压器的输出电压由输入电压和原副线圈匝数比决定，故A正确，不符合题意；

B．正弦式交变电流在半个周期的整数倍时间内有最大值，最大值是有效值的倍，故B错误，符合题意；

C．要降低输电损耗，根据焦耳定律Q=I2Rt，发现有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流，故C正确，不符合题意；

D．交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值，故D正确，不符合题意。

故选B。

6．A

【详解】

由

解得升压变压器T原线圈中的电流

根据理想变压器的电流规律

解得输电线中电流

输电线上损失的电功率

选项A正确。

7．BD

【详解】

A．降压变压器副线圈两端交变电压

知副线圈电压有效值

阻值R0=22Ω，通过R0电流的有效值是

故A错误；

B．降压变压器T2的原副线圈匝数之比为4：1，根据

降压变压器原线圈的电流为

输电线上损失的电功率为

降压变压器的输出功率

由升压变压器输出功率等于导线上消耗的功率和用电器上消耗的功率；可得升压变压器输入功率

故B正确；

C．当R0增大时，则降压变压器的副线圈的电流减小，根据

降压变压器原线圈的电流为减小，根据

可知输电线损耗的功率减小，故C错误；

D．用电高峰期灯泡较暗，根据

可通过减少降压变压器原线圈的匝数，从而增大来提高其亮度，故D正确。

故选BD。

8．ACD

【详解】

A．根据

，

以及

n1∶n2＝n4∶n3

可知

U1∶U2＝U4∶U3

选项A正确；

BC．当用户用电器的总功率增大时，输送功率变大，输电线上的电流增大，根据

P损＝I2r

可知，输电线上的损失功率增大，根据

ΔU＝Ir

可知，输电线上的电压损失变大；发电机的输出电压U1不变，则升压变压器的输出电压U2不变，降压变压器的输入电压U3变小，用户的电压U4减小，选项B错误，C正确；

D．根据

可知，输送电压U2和线路电阻r不变，则输电线上损失的功率占总输送功率的比例增大，选项D正确。

故选ACD。

9．AC

【详解】

输电线上的电流

输电导线的电阻

输电线上损耗的电功率为

用户得到的电功率为

故选AC。

10．AC

【详解】

A．输电线上的损失功率为

P损=P×0.6%=50kW×0.6%=300W

故A正确；

B．输电线上的电流为

升压变压器副线圈两端的电压为

由

可得

故B错误；

C．输电线上损失的电压为

U损=I2R=10×3V=30V

降压变压器输入电压为

U3=5000V－30V=4970V

故C正确；

D．由

可得

故D错误。

故选AC。

11．CD

【详解】

A．由于输电线总电阻为R，输电线上有电压降，U线＜U2．根据欧姆定律得：

故A错误；

B．输电线上有功率损失

故B错误；

C．根据

P=UI

知在功率不变的情况下，增大U2，I2减小，故C正确；

D．理想变压器不改变电功率

U2I2=U1I1

故电厂输送电功率为U2I2，故D正确。
故选CD。

12．AB

【详解】

A．根据变压器原副线圈电压关系

带入数据可得

故A正确；

B．根据

得

再根据变压器原副线圈电流关系

可得

故B正确；

C．在输电线上损失的电功率为

故C错误；

D．在两输电线上的电压

因此升压变压器的副线圈电压为

故D错误。

故选AB。

13．CD

【详解】

A．送往变电站远距离输电线的电流约是

A错误；

B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为

B错误；

C．升级后导线上功率损失减小2%，即减小

C正确；

D．导线上的功率损失为

电压损失

解得

D正确。

故选CD。

14．BD

【详解】

A．当用户端正常工作消耗的总功率为时，降压变压器副线圈中的电流为

由理想变压器的工作原理可知

得

输电线上的损失功率为

则变压器的输入功率为

A错误

B．根据公式

得滑动变阻器得阻值为

B正确

C．由

得，升压变压器原线圈两端电压为

则升压变压器中的电流为

则升压变压器原副线圈的匝数之比

C错误

D．发电厂的输电效率为

当滑动变阻器触头向上滑动时，输电电流增大减小，则输电效率增加，D正确

故选BD。

15．AC

【详解】

A．输送电压为

输送电流为

所以损失的电压为

A正确；

B．远距离输电损失的功率为

B错误；

C．降压变压器的输入电压为

降压变压器原、副线圈的匝数比

C正确；

D．若用户用电器增多，用户的电功率大时，输电线中电流也增大，线路损失的电压增多，降压变压器初级电压减小，则用户的电压会减小，故D错误；

故选AC。

16．（1）见解析；（2）见解析

【详解】

（1）第一个回路：P1＝U1I1

第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝IR线＋P3，I2＝I3

第三个回路：P4＝U4I4

（2）＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4.

17．（1）25A；（2）

【详解】

（1）输电线上损失功率5kW，由

可得

（2）降压变压器原副线圈得到的功率为

降压变压器副线圈电流

根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得

18．（1）；（2）

【详解】

（1）升压变压器原、副线圈的匝数比为

（2）输电线上损失的电功率与导线电阻R和输送电流有关，即

而输送电流又取决于输电电压及输送功率，有

所以

降压变压器原线圈上的电压为

所以降压变压器原、副线圈匝数比为

19．（1） ；（2） ；（3）

【详解】

（1）升压变压器的副线因与原线圈的电压之比等于剧原线圈匝数之比

代入数据得

（2）输电线上的电流为

代入数据得

损失的功率为

（3）降压变压器原线圈的电压为

所以

20．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)根据

可得

又因为

则输电线上的电流为

(2)输电线上损失的电压为

降压前的电压为

用户得到的电压为

(3)输电线上损失的功率为

用户得到的功率为