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第三章　第4节　电能的输送
(分值：100分)
选择题1～10题，每小题9分，共90分。
基础对点练
题组一　降低输电损耗的两个途径
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(　　)
使输电线粗一些 减小输电线长度
减少通电时间 采用高压输电
2.(2024·江西南昌高二期中)IT之家2023年3月4日消息，河北省张家口国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目压缩机通过具有CNAS资质的第三方测试，达到了国际领先水平，项目鸟瞰图如图所示。若发电机产生的电压经升压变压器后升高到100 kV，以10万千瓦的功率(始终不变)经输电线远距离送往变电站，输电线上损耗的功率为3 000千瓦，则输电线的总电阻为(　　)
3 Ω 6 Ω
9 Ω 30 Ω
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)(　　)
输电电流为3I 输电电流为9I
输电电压为3U 输电电压为U
4.(2024·河南驻马店高二期末)我国特高压输电技术在世界上处于领先地位。特高压输电是指直流电压在800 kV以上或交流电压在1 000 kV以上进行的电能输送，特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假若采用550 kV超高压从A处向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，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1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，不考虑其他因素的影响，则(　　)
ΔP′＝ΔP ΔP′＝ΔP
ΔP′＝ΔP ΔP′＝ΔP
题组二　电网供电
5.(多选)远距离高压输电的示意图如图所示，关于远距离输电，下列表述正确的是(　　)
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耗
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耗越小
高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
6.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。若输送功率增大为原来的2倍，下列说法中正确的有(　　)
升压变压器的输出电压增大为原来的2倍
输电线上的电流增大为原来的4倍
输电线上损耗的功率增大为原来的2倍
输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
7.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＝Umsin ωt的交流电源，若输送功率为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(　　)
4r 4r
综合提升练
8.(多选)(2024·福建三明高二期末)如图是远距离输电的原理图，发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。若用户消耗的功率增大，下列说法正确的是(　　)
降压变压器的输出电流I4减小
输电线上损失的功率增大
升压变压器的输出电压U2增大
发电厂输出的总功率增大
9.(多选)(2024·广东中山高二期末)风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10 kW，输出电压为250 V，用户得到的电压是220 V，输电线的电阻为20 Ω，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶10，输电线路如图所示。变压器视作理想变压器，则下列说法正确的是(　　)
用户得到的电功率为9 kW
降压变压器原、副线圈匝数比为11∶1
通过输电线的电流为4 A
输电线上损耗的功率为320 W
10.(2024·浙江宁波高二期末)小水电站的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。已知输电过程中输电线上损失的功率为5 kW。则下列说法正确的是(　　)
输电线上通过的电流为625 A
升压变压器的输出电压为4 000 V
降压变压器的匝数比为200∶11
升压变压器的匝数比为5∶76
培优加强练
11.(10分)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电。为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电力，求：
(1)(3分)水电站升压变压器的原、副线圈匝数之比；
(2)(3分)输电线路导线电阻R；
(3)(4分)降压变压器的原、副线圈匝数之比。
第4节　电能的输送
1.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、减小输电电流，减小电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流，故D正确。]
2.A　[根据题意可知变压器的输出电压为100 kV，功率为10万千瓦，则输电线上的电流为I＝＝1 000 A，输电线上损耗的功率P损＝I2R，解得R＝3 Ω，故A正确。]
3.AD　[输电线上损失的功率为P损＝I2R线＝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，故A、D正确。]
4.C　[设输送的电功率为P，输电线上的总电阻为r，采用550 kV输电，则输电线上损耗的电功率为ΔP＝2r，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率为ΔP′＝2r，二者比较，计算得出ΔP′＝ΔP，故C正确。]
5.ABD　[输电线损失的功率P损＝I2R线，减小I或R线均可减小输电线损失的功率，增大导线的横截面积可减小R线，故A、B正确；由I＝知，当电压一定时，输送功率越大，则电流越大，P损越大，故C错误；输电过程不一定是电压越高越好，故D正确。]
6.D　[因为发电厂的输出电压U1不变，根据＝可知，升压变压器的输出电压U2不变，故A错误；根据I线＝I2＝，输送功率增大为原来的2倍，则输电线上的电流增大为原来的2倍，故B错误；根据P线＝Ir可知，输电线上损耗的功率增大为原来的4倍，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，故C错误，D正确。]
7.C　[升压变压器T的输入电压U1＝，则P＝U1I1，I1＝＝，又因为＝，所以I2＝I1＝，则输电线上损失的电功率P损＝I·2r＝4r，选项C正确。]
8.BD　[由于用户消耗的功率增大，所以降压变压器的输出电流I4增大，A错误；根据＝，可知流过输电线上的电流I3增大，输电线上损失的功率ΔP损＝IR增大，B正确；由于发电厂输出电压恒定不变，根据＝，可知升压变压器的输出电压U2不变，C错误；由于变压器为理想变压器，输电线上损失的功率增大，用户消耗的功率增大，因此发电厂输出的总功率增大，D正确。]
9.BCD　[设升压变压器副线圈的电压为U2，由＝得U2＝U1＝2 500 V，则输电线上电流为I2＝＝ A＝4 A，则输电线上损失的功率为ΔP＝IR＝320 W＝0.32 kW，故用户得到的电功率为P′＝10 kW－0.32 kW＝9.68 kW，故A错误，C、D正确；输电线上损失的电压为ΔU＝I2R＝80 V，则降压变压器原线圈两端的电压为U3＝2 500 V－80 V＝2 420 V，降压变压器原、副线圈匝数比为＝＝＝，故B正确。]
10.B　[根据P损＝I2r线，求得I＝25 A，故A错误；变压器不损耗能量，功率不变，根据P＝UI求得输出电压为U2＝＝ V＝4 000 V，故B正确；降压变压器输入端电压U3＝U2－U损＝U2－Ir线＝4 000 V－25×8 V＝3 800 V，由＝可得＝＝，故C错误；根据＝可得＝＝，升压变压器的匝数比为1∶16，故D错误。]
11.(1)　(2)20 Ω　(3)
解析　(1)升压变压器的原、副线圈匝数之比
＝＝＝。
(2)升压变压器原线圈中电流
I1＝＝A＝25 A
由＝得副线圈中电流
I2＝I1＝×25 A＝5 A
输电线上损失的电功率
P损＝(10 000－9 500)W＝500 W
故输电线路导线电阻
R＝＝ Ω＝20 Ω。
(3)降压变压器原线圈上的电压
U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20)V＝1 900 V
所以降压变压器的原、副线圈匝数之比
＝＝＝。第4节　电能的输送
学习目标　1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关。2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算。3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程。
知识点一　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，用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.输送电能的基本要求
2.输电线路的电压损失
输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值。ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻。
3.输电线路的功率损失
（1）远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝　　　　。
（2）若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝，ΔP＝ΔU·I。
4.减小电压、功率损失的方法
（1）减小输电线的电阻
由R＝ρ可知，输电距离一定时，使用电阻率　　　　的金属材料，增大导线横截面积可减小电阻。
（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　　　　。
【思考】
假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r，如图所示。
（1）怎样计算输电线路损失的功率？
（2）在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的多少？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的多少？
（3）通过对第（2）问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
（4）怎样计算用户消耗的功率P？
（5）在保证用户电功率不变的前提下，怎样才能减小输电电流？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 （多选）（2024·北京西城高二期末）中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率不变的情况下，仅将原来的500 kV高压输电升级为1 000 kV的特高压输电，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
B.若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
C.若输电线损失功率不变，则传输相同距离所需的同种导线横截面积是原来的
D.若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
输电线上电压和功率损失的计算方法
（1）U损＝Ir＝r＝U－U用户。
（2）P损＝I2r＝r＝P－P用户。
训练 （多选）（教材P67 T2改编）某发电站输出电功率为P，输电线的总电阻为R，则下列关于输电线上的电压损失和功率损失说法正确的是（　　）
A.若输电电压为U，则U损＝
B.若输电电压为U，则P损＝
C.若输电电流为I，则U损＝
D.若输电电流为I，则P损＝I2R
知识点二　电网供电
我们日常生活离不开电，电是由发电厂产生的。为了合理地利用自然资源，火力发电厂通常建在煤矿附近，水电站建在水力资源丰富的河流上，但用电的地方可能距离很远，需要将电能安全、保质地由发电厂送往远方，同时又不能浪费太多的电能。火力发电厂或水电站发电的电压是否一定很高？怎样才能提高输送电压？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.远距离输电的基本原理：在发电站内用　　　　变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过　　　　变压器降到所需的电压。
2.电网：通过网状的输电线、　　　　　　，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　　　　。
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　　　　　　。
（2）减小断电的风险，调剂不同地区　　　　　的平衡。
（3）合理地调度电力，使　　　　的供应更加可靠，质量更高。
4.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），并将已知量和待求量写在电路图的相应位置。
（2）理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝IR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输电线上损耗的电功率
ΔP＝P2－P3＝IR线＝＝ΔU·I线。
⑥输电线上的电压损失
ΔU＝I线R线＝U2－U3。
⑦输电效率η＝×100%。
【思考判断】
（1）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。（　　）
（2）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。（　　）
例2 （多选）（2024·福建福州高二期末）如图所示，某水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的输出电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为U4＝220 V。已知输电电流I线＝25 A，两条输电线路总电阻R线＝8 Ω，变压器均视为理想变压器，则（　　）
A.用户得到电功率为95 kW
B.升压变压器的匝数比n1∶n2＝4∶5
C.降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11
D.发电机的输出的电流I1＝40 A
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）用户得到的电功率是多少。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
随堂对点自测
　　　　　　　　　　　　　　
1.（降低输电损耗的两个途径）（多选）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I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则（　　）
A.用户端的电压为
B.输电线上的电压为U
C.输电线路上损失的电功率为Ir
D.输电线路上损失的电功率为I1U
2.（远距离输电的电路分析）（2023·山东卷，7）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　）
A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44
第4节　电能的输送
知识点一
导学　提示　不相等。由于输电线有电阻，有一部分电能转化为电热损耗掉了。
知识梳理
3.(1)I2r　4.(1)小　(2)　
[思考] 提示　(1)输电线路损失的功率P损＝I2r。
(2)　
(3)减小输电线上的电流。
(4)用户消耗的功率P＝UI。
(5)由P＝UI可知I＝，所以在保证用户电功率不变的前提下，提高输电电压，可减小输电电流。
例1 AD　[由电功率P＝UI可知，在输电功率不变的情况下，电压升高为原来的2倍，则输送电流变为原来的，导线上损失的电压、损失的功率分别为ΔU＝Ir，ΔP＝I2r，输电线不变，所以输电线上损失的电压变为原来的，损失的功率变为原来的，A正确，B错误；由于输送电流变为原来的，要保持输电线损失功率不变，输电线的阻值应变为原来的4倍，由电阻定律可得R＝ρ，传输相同距离所需的同种导线横截面积变为原来的，C错误；若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍，D正确。]
训练 AD　[若输电电压为U，则流过输电线的电流为I1＝，输电线上的电压损失U损＝I1R＝，输电线上的功率损失P损＝IR＝，A正确，B错误；若输电电流为I，则输电线上的电压损失U损＝IR，输电线上的功率损失P损＝I2R，C错误，D正确。]
知识点二
导学　提示　电厂发电的电压最大值由公式Em＝NωBS决定，因机械制造等因素，电压不会很高，通常借助变压器将低电压变为高电压。
知识梳理
1.升压　降压　2.变电站　网络　3.(1)经济效益　(2)电力供需　(3)电力
[思考判断] (1)√　(2)×
例2 AC　[线路损耗的功率为ΔP＝IR线＝5 kW，两理想变压器不改变功率，故用户得到的电功率为P用户＝P－ΔP＝95 kW，故A正确；升压变压器的副线圈输出电压为U2＝＝4×103 V，升压变压器的匝数比为n1∶n2＝U1∶U2＝1∶16，故B错误；输电线损耗电压ΔU＝I线R线＝200 V，降压变压器的原线圈电压U3＝U2－ΔU＝3 800 V，故降压变压器的匝数比为＝＝＝，故C正确；发电机输出的电流为I1＝＝400 A，故D错误。]
例3 (1)1∶20　240∶11　(2)96 kW
解析　(1)输电线损失的功率
P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW
输电线电流I2＝＝ A＝20 A
升压变压器的输出电压
U2＝＝ V＝5×103 V
升压变压器原、副线圈的匝数比
＝＝＝
电压损失U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V
降压变压器原线圈两端的电压
U3＝U2－U损＝4 800 V
降压变压器原、副线圈匝数比
＝＝＝。
(2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
P用＝P－P损＝P(1－4%)
＝100×96% kW＝96 kW。
随堂对点自测
1.AC　[由理想变压器输入功率等于输出功率可知P1＝P2，即U1I1＝U2I2，则U2＝，A正确；输电线上的电压为U线＝U－U1，B错误；输电线路上损失的电功率为P线＝Ir＝I1U线＝I1U－I1U1，C正确，D错误。]
2.C　[由P＝UI得发电机的输出电流I1＝＝2×103 A，A错误；用户端电流I4＝＝ A＝400 A，由＝＝，解得I3＝8 A，U3＝11 000 V，则输电线上损失的功率为ΔP损＝IR＝4 kW，B错误；U2＝U3＋I3R＝11 500 V，根据理想变压器无功率损失，有P＝U2I3＋P储，代入数据有P储＝408 kW，C正确；根据＝，解得＝，D错误。](共56张PPT)
第4节　电能的输送
第三章　交变电流
1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关。
2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算。
3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　电网供电
知识点一　降低输电损耗的两个途径
知识点一　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，用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？为什么？
提示　不相等。由于输电线有电阻，有一部分电能转化为电热损耗掉了。
1.输送电能的基本要求
2.输电线路的电压损失
3.输电线路的功率损失
I2r
4.减小电压、功率损失的方法
小
【思考】
假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r，如图所示。
(1)怎样计算输电线路损失的功率？
(2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的多少？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的多少？
(3)通过对第(2)问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
(4)怎样计算用户消耗的功率P
(5)在保证用户电功率不变的前提下，怎样才能减小输电电流？
提示　(1)输电线路损失的功率P损＝I2r。
(3)减小输电线上的电流。
(4)用户消耗的功率P＝UI。
AD
例1 (多选)(2024·北京西城高二期末)中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率不变的情况下，仅将原来的500 kV高压输电升级为1 000 kV的特高压输电，下列说法正确的是(　　)
训练 (多选)(教材P67 T2改编)某发电站输出电功率为P，输电线的总电阻为R，则下列关于输电线上的电压损失和功率损失说法正确的是(　　)
AD
知识点二　电网供电
我们日常生活离不开电，电是由发电厂产生的。为了合理地利用自然资源，火力发电厂通常建在煤矿附近，水电站建在水力资源丰富的河流上，但用电的地方可能距离很远，需要将电能安全、保质地由发电厂送往远方，同时又不能浪费太多的电能。火力发电厂或水电站发电的电压是否一定很高？怎样才能提高输送电压？
提示　电厂发电的电压最大值由公式Em＝NωBS决定，因机械制造等因素，电压不会很高，通常借助变压器将低电压变为高电压。
1.远距离输电的基本原理：在发电站内用______变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______变压器降到所需的电压。
2.电网：通过网状的输电线、______，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______。
升压
降压
变电站
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___________。
(2)减小断电的风险，调剂不同地区_________的平衡。
(3)合理地调度电力，使_____的供应更加可靠，质量更高。
经济效益
电力供需
电力
4.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)，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置。
【思考判断】
(1)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。( )
(2)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。( )
√
×
AC
例2 (多选)(2024·福建福州高二期末)如图所示，某水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的输出电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为U4＝220 V。已知输电电流I线＝25 A，两条输电线路总电阻R线＝8 Ω，变压器均视为理想变压器，则(　　)
A.用户得到电功率为95 Kw B.升压变压器的匝数比n1∶n2＝4∶5
C.降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11 D.发电机的输出的电流I1＝40 A
例3 风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)用户得到的电功率是多少。
解析　(1)输电线损失的功率P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW
降压变压器原线圈两端的电压
U3＝U2－U损＝4 800 V
降压变压器原、副线圈匝数比
(2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
P用＝P－P损＝P(1－4%)＝100×96% kW＝96 kW。
答案　(1)1∶20　240∶11　(2)96 kW
随堂对点自测
2
AC
1.(降低输电损耗的两个途径)(多选)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I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则(　　)
C
2.(远距离输电的电路分析)(2023·山东卷，7)某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(　　)
A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44
课后巩固训练
3
D
题组一　降低输电损耗的两个途径
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.减小输电线长度
C.减少通电时间 D.采用高压输电
解析　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、减小输电电流，减小电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流，故D正确。
基础对点练
A
2.(2024·江西南昌高二期中)IT之家2023年3月4日消息，河北省张家口国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目压缩机通过具有CNAS资质的第三方测试，达到了国际领先水平，项目鸟瞰图如图所示。若发电机产生的电压经升压变压器后升高到100 kV，以10万千瓦的功率(始终不变)经输电线远距离送往变电站，输电线上损耗的功率为3 000千瓦，则输电线的总电阻为(　　)
A.3 Ω B.6 Ω
C.9 Ω D.30 Ω
AD
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)(　　)
C
4.(2024·河南驻马店高二期末)我国特高压输电技术在世界上处于领先地位。特高压输电是指直流电压在800 kV以上或交流电压在1 000 kV以上进行的电能输送，特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假若采用550 kV超高压从A处向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，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1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，不考虑其他因素的影响，则(　　)
ABD
题组二　电网供电
5.(多选)远距离高压输电的示意图如图所示，关于远距离输电，下列表述正确的是(　 　)
A.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耗
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耗越小
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
D
6.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。若输送功率增大为原来的2倍，下列说法中正确的有(　　)
A.升压变压器的输出电压增大为原来的2倍
B.输电线上的电流增大为原来的4倍
C.输电线上损耗的功率增大为原来的2倍
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
C
7.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＝Umsin ωt的交流电源，若输送功率为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(　　)
BD
综合提升练
8.(多选)(2024·福建三明高二期末)如图是远距离输电的原理图，发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。若用户消耗的功率增大，下列说法正确的是(　　)
A.降压变压器的输出电流I4减小
B.输电线上损失的功率增大
C.升压变压器的输出电压U2增大
D.发电厂输出的总功率增大
BCD
9.(多选)(2024·广东中山高二期末)风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10 kW，输出电压为250 V，用户得到的电压是220 V，输电线的电阻为20 Ω，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶10，输电线路如图所示。变压器视作理想变压器，则下列说法正确的是(　 　)
A.用户得到的电功率为9 kW
B.降压变压器原、副线圈匝数比为11∶1
C.通过输电线的电流为4 A
D.输电线上损耗的功率为320 W
B
10.(2024·浙江宁波高二期末)小水电站的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。已知输电过程中输电线上损失的功率为5 kW。则下列说法正确的是(　　)
A.输电线上通过的电流为625 A
B.升压变压器的输出电压为4 000 V
C.降压变压器的匝数比为200∶11
D.升压变压器的匝数比为5∶76
培优加强练
11.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电。为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电力，求：
(2)升压变压器原线圈中电流
输电线上损失的电功率
P损＝(10 000－9 500)W＝500 W
故输电线路导线电阻
(3)降压变压器原线圈上的电压
U3＝U2－I2R＝(2 000－5×20)V＝1 900 V
所以降压变压器的原、副线圈匝数之比

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