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远距离输电
一、选择题（共15题）
1．如图所示为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了。下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数不变，电压表的示数增大
B．电流表、的示数均减小
C．输电线上损失的电压增加了
D．输电线上损失的功率增加了
2．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增大
D．电厂输送电功率为U2I2
3．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、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsin 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． B．
C． D．
4．某发电厂向工厂供电，输送的功率为P，输出的电压为U，输电线路的总电阻为r。若用原、副线圈的匝数之比为1∶10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为（　　）
A． B．
C． D．
5．浙北一福州1000千伏特高压交流输变电工程是国家电网公司投运的第三条特高压交流工程，也是福建电网首个特高压线路工程。浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。在传输电能总功率不变的情况下，从原来的500千伏超高压输电升级为1000千伏的特高压输电，只考虑输电线电阻产生的能量损失，下列说法正确的是（　　）
A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的2倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的4倍
C．若损失功率不变，传输相同距离，用相同材料制成的输电线横截面积变为原来的
D．若损失功率不变，相同材料，相同粗细的输电线的传输距离是原来的2倍
6．如图所示，有一台交流发电机E。通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（　　）
A．P2变大，P3变大 B．P1变小，P2变小
C．U2变小，U3变小 D．U2变小，U4变大
7．目前我国远距离输电已经采用的超高压和的特高压。假设甲、乙两地原来采用的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上输送的电流大小减小
B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压增大
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率增大
D．用户得到的电功率减小
8．某输电线路简化如图，交流发电机的线圈电阻忽略不计，输出电压u=Umsinωt，输电线的等效总电阻为r=5Ω，纯电阻用电器R1和R2的额定电压均为220V、阻值均为10Ω，其余电阻不计。两理想变压器T1、T2的原副线圈匝数分别为n1=350匝、n2=n3=3500匝，n4可调。S断开，调节n4=350匝时，用电器R1正常工作，此时输电线上损耗的功率为P1；闭合S，调节变压器T2的副线圈，当其匝数为N时，用电器R1又能正常工作，此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为P2。则（　　）
A．Um=220V B．U3=2200V C．N<350匝 D．P2>4P1
9．2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是（　　）
A．用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大
B．用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大
C．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r消耗功率越大
D．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小
10．如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数分别为，降压变压器原、副线圈匝数分别为，输电线上的电阻等效为，输电线上的损失的电压为，发电站输出的电压恒定。则下列说法中正确的是（　　）
A．如果只增加用户用电器数量，将保持不变
B．如果只增加输电线电阻，用户用电功率将减小
C．如果只增加，输电线上损失的功率将减小
D．如果只增加，发电机的输出功率将增大
11．一小型风力发电机，通过直径m的叶片带动转子转动，使定子中产生感应电流，实现风能向电能转化，转化效率。风力发电机产生的电能通过如图所示输电线路向附近某工厂提供电压有效值为380V的交流电压，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，输电线等效电阻的阻值。已知空气密度为1.2kg/m3，风力发电机输出电压有效值为200V，设计的额定风速为4m/s，运动空气与受风面作用后速度变为零。则下列说法正确的是（　　）
A．额定风速下风力发电机的输出功率为36kW
B．输电线路上损失的功率为发电机输出功率的1%
C．降压变压器输入电压与升压变压器输出电压之差为180V
D．降压变压器副线圈与原线圈匝数之比为
12．为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压。某降压变电站将电压U0＝11000sin100πt（V）的交流电降为220V供居民小区用电，则变电站变压器（　　）
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要细
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
13．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（　　）
A．两互感器均起到降压作用
B．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则线路输送电功率为220kW
C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移
14．如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器升压后远距离输送，升压变压器的匝数比，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流为 B．用户得到的电功率为
C．输电线上损失的电压为500V D．变压器的匝数比
15．如图所示，某小型水电站发电机的输出电压稳定，发电厂通过升压变压器、降压变压器将电能通过输电线输送到远处的用户，变压器均为理想变压器。某同学发现在用电高峰时期白炽灯变暗，发电站输出的总功率增加，则用电高峰与正常情况比较（　　）
A．变大 B．变小 C．变大 D．变小
二、非选择题
16．变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线________（填“粗”或“细”）。远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的_________。
17．降低输电损耗的两个途径
（1）输电线上的功率损失：P=___________，I为输电电流，r为输电线的电阻。
（2）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___________的金属材料，还要尽可能___________导线的横截面积。
②减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要___________输电电压。
18．从发电厂输出的电功率为220kW，输电线的总电阻为0.25Ω。若输送电压为1.1kV，输电线上损失的电功率为_______kW；保持输送功率不变，要使要输电线上损失的电功率不超过100W，输送电压至少为___________kV。
19．特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为 P，到达B处时电压下降了 U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 P′，到达B处时电压下降了 U′。不考虑其他因素的影响， P′=______， U′=______（ P和 U已知）
20．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。求：
（1）升压变压器副线圈上的输出电流；
（2）升压变压器副线圈上的输出电压；
（3）升压变压器的原、副线圈的匝数比；
（4）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“”的电灯多少盏？
21．某发电站输出功率为，通过理想变压器升压后向远处用户供电。已知输电线的总电阻为，输电线路损失的功率为输出功率的，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失。
22．某小型发电站的发电机输出交流电压为500V，输出电功率为50kW，如果用电阻为3Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？要求画出电路图。
23．2020年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破了，如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工复产期间停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如图，发电机内阻为1，升压变压器匝数比为1：10，降压变压器匝数比9：1，输电线总电阻R=5。工厂共36个车间，每个车间有“220V，22W”灯10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）输电的效率是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．由于发电厂输出电压恒为U，根据理想变压器的规律，对于升压变压器
故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了
根据理想变压器的规律，对于升压变压器
示数增加了
由于示数增加，示数也将增加，降压变压器的输入电压将减少
故示数也将减小，A、B错误；
C．根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了
C正确；
D．输电线上损失的功率增加了
由于未知，故无法计算，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．由于输电线总电阻为R，输电线上有电压降，，根据欧姆定律得
故A错误；
B．输电线上有功率损失为
故B错误；
C．根据理想变压器
P1=P2=U2I2
知：在功率不变的情况下，增大U2，I2减小，故C错误；
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D。
3．C
【详解】
升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为
U1＝
由变压关系可得
＝
则
U2＝
因为输送电功率为P，输电线中的电流为
I2＝＝
则输电线上损失的电功率为
ΔP＝I22（2r）＝
故选C。
4．C
【详解】
发电厂输出的电流为
输电线路上的电流为
工厂得到的功率为
故选C。
5．C
【详解】
AB．输电线上损失的电压为
输电线上损失的功率为
在功率不变时，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的，若输电线不变，则变为原来的，变为原来的，故AB错误；
CD．如果损失功率不变，则有
解得
如果输电线材料相同，则电阻率不变，根据电阻定律可知，传输距离不变时，输电线横截面积要变为原来的；输电线横截面积不变时，传输距离是原来的4倍，故C正确，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
AB．因为
P1＝P2＝ΔP＋P3
P3＝P4
由于P4增大，则T2次级电流变大，则初级电流也变大
可知ΔP、P3及P1、P2均变大，A正确，B错误；
CD．因为
U2＝U1
U1一定，所以U2不变，CD错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．根据公式
且P不变，可知输电电流
当输电电压增大时，输电电流减小，A正确；
B．不变，当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小，B错误；
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率
当输电电流减小，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，C错误；
D．P不变，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，用户得到的电功率增大，D错误；
故选A。
8．D
【详解】
A．S断开时，副线圈的电压为220V、电流为22A，其原线圈的电压为2200V、电流为2.2A，输电线损耗的电压为、功率为P1=24.2W，副线圈的电压为2211V，原线圈的电压为221.1V，所以，故A错误；
BCD．S闭合后，对，如果不变，则原、副线圈的电压均减小，需要将变大（）才能使副线圈电压变回到220V，此时副线圈电流为44A，所以原线圈中电流大于4.4A，电压小于2200V，故输电线损耗的功率，故BC错误，D正确。
故选D。
9．BC
【详解】
因为发电机的输出电压不变，根据
可知不变，用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，因此发电机的输出功率增大，根据
可知增大，根据
可知增大，根据
，
可知增大，减小，根据
可知用电器两端电压减小
根据
可知输电线电阻r消耗功率增大
故AD错误，BC正确。
故选BC。
10．BCD
【详解】
A．若只增加用户用电器数量，则降压变压器副线圈电路总电阻增大，通过降压变压器副线圈的电流I4增大，根据
则输电电流增大，输电线上损耗的电压
ΔU=I2
知增大，故A错误；
B．如果只增加输电线电阻，输电线上损失的功率
用户得到的功率
可见，用户用电功率将减小，故B正确；
C．如果只增加，则U2增大，I2减小，所以输电线上损失的功率将减小，故C正确；
D．如果只增加，则用户端电压增大，功率增大，由能量守恒知发电机的输出功率将增大，故D正确。
故选BCD。
11．AB
【详解】
A．额定风速下风力发电机输出的电能为
且
解得
所以额定风速下风力发电机的输出电功率为
故A正确；
B．对升压变压器有
解得
输电线路中的电流
所以输电线路上损失的功率
占发电机输出功率的1%，故B正确；
C．降压变压器输入电压与升压变压器输出电压之差为输电线路上损失的电压
故C错误；
D．降压变压器原线圈两端电压有效值为
因此降压变压器副线圈与原线圈匝数之比为
故D错误。
故选AB。
12．ABC
【详解】
A．降压变压器输入电压的最大值为11000V，则有效值为11000V，则
A正确；
B．交流电的频率
经过变压器后，交流电的频率不变．B正确；
C．降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，则副线圈导线比原线圈导线粗．C正确；
D．副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和，而原副线圈的电流不等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，D错误。
故选ABC。
13．BD
【详解】
A．两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，电压互感器电压与匝数成正比，起到降压的作用，电流互感器电流与匝数成反比，起到降流的作用。A错误；
B．由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得
解得
U2＝2200V，I2＝100A
所以线路输送的电功率为
P＝U2I2＝2200×100W＝220kW
故B正确；
C．由理想变压器变压规律
可得
则若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，增大，U2增大。根据闭合电路欧姆定律有
U3＝U2﹣I2r
根据理想变压器变压和变流规律有
设用户端总电阻为R，则有
联立解得
若保持发电机输出电压U1和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压U2增大，R不变，所以输电电流I2增大，而输电线损耗功率为
所以输电线损耗功率增大，故C错误；
D．若保持发电机输出电压U1和Q的位置一定，使用户数增加，即U2不变，R减小，则I2增大，U3减小，为了维持用户电压U4一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
A．设理想升压变压器的输出电压为，则
解得
对于理想升压变压器输入输出功率相等，则
可得输电线上的电流为
故A错误；
B．输电线损失的电功率为
两变压器均为理想变压器，因此用户得到的电功率为
故B正确；
C．输电线上损失的电压为
故C错误；
D．降压变压器的输入电压为
用户端电压为，则降压变压器的匝数比为
故D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
C．在用电高峰时期，用户多，电路中的电流大，则输电线上的电压降增大，即变大，C正确；
AB．由于不变，升压变压器的匝数比不变，则升压变压器的输出电压不变。由于输电线上的电压降增大，则降压变压器的输入电压降低，用户得到的电压减小，即变小，白炽灯变暗，A错误，B正确；
D．用户增多，负载消耗总功率增大，可知变大，D错误。
故选BC。
16． 粗
【详解】
电压与匝数成正比，升压变压器副线圈匝数较多，即
电流与匝数成反比，故
因为原线圈电流较大，需要原线圈导线粗一些。
当输送电功率一定时，由可得
所以输电线上损失的功率为
输送电压升高为原来的n倍时
故
所以输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的倍。
17． 较小 增大 提高
【详解】
（1）输电线上的功率损失
I为输电电流，r为输电线的电阻。
（2）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，应当选用电阻率较小的金属材料，还要尽可能增大导线的横截面积。②减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，由可知就要提高输电电压。
18． 10 11
【详解】
(1)输送功率为，功率损耗为，故
若输送电功率保持220kW 不变，在用1.1kV电压输电时，线路上损失功率为
(2)[2]要使输电线上损失的电功率不超过100W
则有
那么输送电压至少为
19． P U
【详解】
输电线上损耗的功率
输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下
所以
输电线上的电压降低
输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下
所以
20．（1）20A；（2）5000V；（3）1:10；（4）900
【详解】
（1）根据如图所示输电线路，设升压变压器副线圈上的输出电流I2，升压变压器副线圈上的输出电压U2，由题意可知
所以有
（2）升压变压器副线圈上的输出电压
（3）发电机的输出电流为
根据电流与匝数成反比，则有
（4）据降压变压器输入功率等于输出功率有
P3=P4=100﹣4=96 kW
灯可以消耗的功率是
P灯=96kW-60kW=36kW
所以还可装灯的盏数为
盏
21．（1）；（2）
【详解】
（1）设升压变压器的输出电压为，输电线上电流为，由线路损失可得
解得
则有
（2）输电线路上的电压损失
代入数据得
22．200 V；2×104 W；1∶10；497∶22
【详解】
用500 V电压送电时示意图如图所示，则输电线上的电流
用户获得电压
U1=U0－I0R=(500－100×3) V=200 V
用户获得的功率
P1=U1I0=2×104 W
改用高压输送时，示意图如图所示，要求P损=0.6%P，即
P损=50×103×0.6%W=300W
输电电流
发电站升压后输电电压
升压变压器匝数比
输电线上损失的电压
U′=IR=10×3 V=30V
到达用户输入变压器电压
U2=U－U′=(5 000－30) V=4 970 V
所以降压变压器的原副线圈的匝数比为
23．（1）8000W；（2）240V；（3）99%
【详解】
（1）根据题意，所有灯都正常工作的总功率为
用电器都正常工作时的总电流为
两个变压器之间输电线上的电流为
故输电线上损耗的电功率
升压变压器的输出功率为
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率
（2）降压变压器上的输入电压
输电线上的电压损失为
因此升压变压器的输出电压为
升压变压器的输入电压为
升压变压器的输入电流为
发电机的电动势
（3）输电的效率

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