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5.5　电能的输送
【基础知识梳理】
知识点01 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：P＝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．
知识点02 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．
【实例1】
如图1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：
图1
(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－r.
(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＝I2r＝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.
【总结】
1．输电线上的电压损失(如图2)
图2
ΔU＝U－U′＝Ir＝r.
2．输电线上的功率损失(如图2)
(1)ΔP＝I2r，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＝，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＝ρ，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＝，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，输电线上的功率损耗将降为原来的.
【实例2】
某发电站向远处输电的示意图如图3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．
图3
(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？
答案　(1)第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
第三个回路：P4＝U4I4
(2)＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4.
【总结】
解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应画出远距离输电的电路图(如图4)，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
图4
2．理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电导线上损耗的电功率：
ΔP＝P2－P3＝I线2R线＝＝ΔU·I线．
(6)输电导线上的电压损失：
ΔU＝I线R线＝U2－U3.
【例题讲解】
1．（多选）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
【答案】BCD
【解析】【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。
2．（多选）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
【答案】BD
【解析】【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。
3．（多选）如图所示为远距离高压输电示意图，图中升压变压器的原、副线圈匝数为n1、n2，原线圈接发电站的电压为U1，电功率为P，升压变压器副线圈两端的电压为U2，输电导线的总电阻为r，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流大小I= B．输电线上损失的电压U损=
C．输电线上损失的功率P损= D．用户得到的功率P用=P-
【答案】AC
【解析】【详解】A．对于理想变压器有联立解得A正确；
B．输电线上损失的电压为B错误；C．输电线上损失的功率C正确；D．用户得到的功率D错误。故选AC。
4．（多选）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
【答案】AB
【解析】【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。
5．（多选）如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻，输电线上损失的功率，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流
B．升压变压器的匝数比
C．降压变压器的匝数比
D．发电机的输出功率为44kW
【答案】AC
【解析】【详解】A. 根据解得A正确；B. 设升压变压器原线圈电流为I1解得升压变压器的匝数比为B错误；C. 降压变压器的副线圈的电流为降压变压器的匝数比为C正确；D. 发电机的输出功率为
D错误。故选AC。
6．（多选）如图甲所示为某发电站远距离输电的原理图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端正常工作的额定电压为，降压变压器原副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈所接交变电流如图乙所示，当用户端正常工作消耗的总功率为时，下列说法正确的是（　　）
A．发电厂的输出功率为120kW
B．升压变压器原副线圈的匝数比为
C．用户增加时，用户得到的电压升高
D．用户增加时，输电线消耗功率增加
【答案】BD
【解析】【详解】A．当用户端正常工作消耗的总功率为时，用户端电流为输电线路的电流为输电线路上损耗的功率为
发电厂的输出功率为故A错误；B．由题图乙可知原线圈两端电压为原线圈电流为所以升压变压器原副线圈的匝数比为故B正确；CD．用户增加时，用户端总功率增大，发电厂输出功率增大，而输出电压不变，所以输出电流增大，则输电线路上的电压损失增大，输电线消耗功率增加，用户得到的电压降低，故C错误，D正确。故选BD。
7．（多选）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
【答案】ACD
【解析】【分析】【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。
8．（多选）如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定（　　）
A．通过用户的电流减小了
B．用户接入电路的总电阻减小了
C．用户消耗的电功率变大了
D．加在用户两端的电压变小了
【答案】BD
【解析】【分析】【详解】A．如果发电机输出电流增大，根据变流比可知，输送电流增大，通过用户的电流增大，故A错误；B．由可知，输送电流增大，是由于减小引起的，故B正确；C．当用户接入电路电阻减小时，说明用户接入电路中的用电器增多，用户消耗的功率增大，故C错误；D．发电机输出电流增大，则输电线上的电压将增大，因此降压变压器的输入、输出电压均减小，即因在用户两端电压变小了，故D正确。故选BD。
9．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
【答案】C
【解析】【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。
10．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
【答案】D
【解析】【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。
11．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．
【答案】C
【解析】【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。
12．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
【答案】A
【解析】【详解】AB．因为P1＝P2＝ΔP＋P3P3＝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。
13．如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为
B．降压变压器的输入电压为
C．升压变压器的匝数比为
D．降压变压器的匝数比为
【答案】C
【解析】【详解】A．输电线上通过的电流故A错误；B．输电线上损失的电压升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压故B错误；C．升压变压器的匝数比故C正确；D．降压变压器的匝数比故D错误。故选C。
14．某远距离输电线路可简化为如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，输电线总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，变压器为理想变压器。现进行输电线路改造，改造后输电线电阻R变小，发电厂电压、升压变压器匝数比、用户电压以及发电厂总功率保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．改造后输电电压减小 B．改造后降压变压器原线圈两端电压减小
C．改造后降压变压器的匝数比减小 D．改造后降压变压器输出功率变大
【答案】D
【解析】【详解】A．由升压变压器可得可知改造后输电电压不变，故A错误；B．由发电总功率可得不变，所以输电线上的电压降为
由于改造后输电线电阻R变小，可知输电线上的电压降减小，改造后降压变压器原线圈两端电压增大，故B错误；C．由降压变压器可知改造后降压变压器的匝数比增大，故C错误；D．输电线上损失的功率减小，改造后降压变压器输出功率变大，故D正确。故选D。
15．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
【答案】D
【解析】【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。
16．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，升压变压器和降压变压器都是理想的，输电导线有一定的电阻，则下列判断错误的是（　　）
A．升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压
B．升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率
C．随着用户用电功率增加，升压变压器原线圈中的电流变小
D．随着用户用电功率增加，降压变压器原线圈两端的电压变小
【答案】C
【解析】【分析】【详解】AB．因在输电导线上有电压损耗和能量损耗，则升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压，升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率，故AB正确；CD．若用户功率增加，则输入功率增加，由 及知增加，增加，则降压变压器初级线圈两端的电压变小。故C错误，D正确。本题选择错误的，故选C。
17．水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3︰n4=190︰11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度ρ=1×103kg/m3、重力加速度g取10m/s2。求：
（1）高压输电线中的电流强度I2；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1︰n2；
（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？
【答案】（1）50A；（2）1︰16；（3）40%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据理想变压器变压规律得
解得
又根据理想变压器无能量损失知
再根据得
（2）高压输电线电阻损失电压
得
故
（3）高压输电线电阻损失电功率
故发电机输出电功率
又水流每秒带来的机械能
故水能转化为电能的效率5.5　电能的输送
【基础知识梳理】
知识点01 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：P＝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．
知识点02 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．
【实例1】
如图1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：
图1
(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－r.
(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＝I2r＝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.
【总结】
1．输电线上的电压损失(如图2)
图2
ΔU＝U－U′＝Ir＝r.
2．输电线上的功率损失(如图2)
(1)ΔP＝I2r，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＝，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＝ρ，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＝，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，输电线上的功率损耗将降为原来的.
【实例2】
某发电站向远处输电的示意图如图3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．
图3
(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？
答案　(1)第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
第三个回路：P4＝U4I4
(2)＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4.
【总结】
解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应画出远距离输电的电路图(如图4)，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
图4
2．理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电导线上损耗的电功率：
ΔP＝P2－P3＝I线2R线＝＝ΔU·I线．
(6)输电导线上的电压损失：
ΔU＝I线R线＝U2－U3.
【例题讲解】
1．（多选）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
2．（多选）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
3．（多选）如图所示为远距离高压输电示意图，图中升压变压器的原、副线圈匝数为n1、n2
，原线圈接发电站的电压为U1，电功率为P，升压变压器副线圈两端的电压为U2，输电导线的总电阻为r，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流大小I= B．输电线上损失的电压U损=
C．输电线上损失的功率P损= D．用户得到的功率P用=P-
4．（多选）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
5．（多选）如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻，输电线上损失的功率，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上的电流
B．升压变压器的匝数比
C．降压变压器的匝数比
D．发电机的输出功率为44kW
6．（多选）如图甲所示为某发电站远距离输电的原理图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端正常工作的额定电压为，降压变压器原副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈所接交变电流如图乙所示，当用户端正常工作消耗的总功率为时，下列说法正确的是（　　）
A．发电厂的输出功率为120kW
B．升压变压器原副线圈的匝数比为
C．用户增加时，用户得到的电压升高
D．用户增加时，输电线消耗功率增加
7．（多选）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
8．（多选）如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定（　　）
A．通过用户的电流减小了
B．用户接入电路的总电阻减小了
C．用户消耗的电功率变大了
D．加在用户两端的电压变小了
9．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
10．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
11．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．
12．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
13．如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（ ）
A．输电线上通过的电流为
B．降压变压器的输入电压为
C．升压变压器的匝数比为
D．降压变压器的匝数比为
14．某远距离输电线路可简化为如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，输电线总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压分别为、，变压器为理想变压器。现进行输电线路改造，改造后输电线电阻R变小，发电厂电压、升压变压器匝数比、用户电压以及发电厂总功率保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．改造后输电电压减小 B．改造后降压变压器原线圈两端电压减小
C．改造后降压变压器的匝数比减小 D．改造后降压变压器输出功率变大
15．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
16．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，升压变压器和降压变压器都是理想的，输电导线有一定的电阻，则下列判断错误的是（　　）
A．升压变压器的输出电压总是大于降压变压器的输入电压
B．升压变压器的输出功率总是大于降压变压器的输入功率
C．随着用户用电功率增加，升压变压器原线圈中的电流变小
D．随着用户用电功率增加，降压变压器原线圈两端的电压变小
17．水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型水力发电站水流量为Q=5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h=10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1=250V，输电线总电阻为r=4，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3︰n4=190︰11，用户获得电压U4=220V，用户获得的功率P4=1.9×105W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度ρ=1×103kg/m3、重力加速度g取10m/s2。求：
（1）高压输电线中的电流强度I2；
（2）升压变压器原、副线圈的匝数比n1︰n2；
（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？

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