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4.电能的输送
题组一　输电线上的电压和功率损失问题
1.（多选）远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远高于330 kV的电压进行输电，采用高压输电的优点是（　　）
A.可提高输电效率
B.可根据需要调节交变电流的频率
C.可减少输电线上的电功率损失
D.可加快输电的速度
2.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.∶
C.∶ D.U2∶U1
3.（多选）远距离输电过程中，已知升压变压器输出电压为U1，功率为P，降压变压器的输入电压为U2，输电线的电阻为R，则线路损耗的热功率P损可用下面哪几种方法计算（　　）
A.P损＝ B.P损＝
C.P损＝ D.P损＝
4.超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V。若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（　　）
A.1 kW B.1.6×103 kW
C.1.6 kW D.10 kW
题组二　远距离输电
5.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失的电压
6.（多选）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电电流成正比
B.输电电压越高，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电电压的平方成反比
D.输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比
7.（多选）如图所示的是远距离输电示意图，发电站的输出电压U1＝250 V，输出功率P1＝1×105 W，输电线电阻R＝8 Ω，则进行远距离输电时，下列说法正确的是（　　）
A.若发电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
B.若发电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
C.输电线损耗比例为5％时，所用升压变压器的匝数比＝
D.用800 kV高压输电，输电线损耗功率为8 000 W
8.某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处输电，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220 V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个输电过程，下列说法正确的是（　　）
A.输电线上损失的功率为300 W
B.升压变压器的匝数之比为1∶100
C.输电线上的电流为100 A
D.降压变压器的输入电压为4 700 V
9.（多选）某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100 m导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，第二次采用如图所示的电路输电。其中变压器T1与电源相连，变压器T2与用电器相连。下列说法正确的是（　　）
A.第二次实验也可研究远距离直流输电
B.T1是升压变压器，T2是降压变压器
C.若输送功率一定，则第二次实验时输电线损失的电功率较小
D.实验可证明，增大输电电流能减少远距离输电的能量损失
10.如图所示，某发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω，要使输电线上的功率损失为发电机输出功率的5％，而用户得到的电压正好为220 V，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数之比分别是（　　）
A.16∶1　190∶11 B.1∶16　11∶190
C.1∶16　190∶11 D.16∶1　11∶190
11.（多选）如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为5 A，线路总电阻r＝10 Ω，则下列说法正确的是（　　）
A.线路上损耗的功率250 W
B.发电机输出的电功率1 100 kW
C.互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器
D.用户使用的用电设备越多，降压变压器输出电压U4大小不会改变
12.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，风车阵中发电机的输出功率为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。
4.电能的输送
1.AC　η＝×100％＝×100％，采用高压输电时，由P＝UI知输电电流减小，由P损＝I2r知P损减小，故η增大；若输电线的材料确定，电流小，则可以减少输电线上的能量损耗，故选项A、C正确；交变电流的频率是固定的，不能调节；输电的速度与输电电压无关，故选项B、D错误。
2.C　由P＝UI得输电线中的电流I＝。输电线上损失的功率P损＝I2R＝R＝，即在输送电功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以两次输电线上损失的功率之比为∶，C正确。
3.BD　根据题意可得，输电线中的电流为I＝，线路损耗的热功率为P损＝I2R＝R，故A错误，B正确；输电线上损失的电压为ΔU＝U1－U2，则P损＝＝，故C错误，D正确。
4.A　节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I＝＝ A＝50 A，P线＝I2R＝502×0.4 W＝1 000 W，故节约的电功率为1 kW，A项正确。
5.A　远距离输电先升压，后降压，A正确，B错误；由于输电线上有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损失的电压之和，C、D错误。
6.AC　输电线路上损失的电压ΔU＝Ir，当r一定时，ΔU和I成正比。若U越高，由I＝知I越小，ΔU越小。输电线路上损失的功率ΔP＝I2r，当P一定时，I＝，所以ΔP＝r，即ΔP和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故选项A、C正确，B、D错误。
7.AC　由U3＝U2－R知，发电站的输出功率突然增大，U3减小，又＝，故U4也减小，选项A正确；由＝知U1不变时，U2也不变，选项B错误；升压变压器的原线圈和副线圈电流分别为I1＝＝400 A、I2＝＝25 A，可得＝＝＝，故C正确；用800 kV高压输电，可得U2'＝800 kV，I2'＝＝0.125 A，ΔP'＝IR＝0.125 W，故D错误。
8.A　输电线上损失的功率P损＝50×103×0.6％ W＝300 W，A正确；由P损＝R得I2＝10 A，C错误；升压变压器的输入电流I1＝＝ A＝100 A，由＝得＝，B错误；根据＝得U2＝U1＝5 000 V，输电线上损失的电压U线＝I2R＝10×3 V＝30 V，所以降压变压器的输入电压U3＝U2－U线＝4 970 V，D错误。
9.BC　变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，A错误；采用高压输电时，T1为升压变压器，T2是降压变压器，由I＝可知，输送功率一定时，提高输电电压，可减小输电线中电流I，由P损＝I2R线可知，第二次实验时输电线损失的电功率较小，B、C正确，D错误。
10.C　输电线损失功率P损＝100×103×5％ W＝5×103 W，所以输电线上电流I2＝＝25 A，升压变压器原线圈中的电流I1＝＝400 A，故升压变压器原、副线圈匝数之比＝＝。升压变压器副线圈两端电压U2＝U1＝4 000 V，输电线损失电压U损＝I2R总＝200 V，降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝3 800 V，故降压变压器原、副线圈匝数之比＝＝，故选项C正确，A、B、D错误。
11.BC　根据＝，代入数据得I＝50 A，线路上损耗的功率P损＝I2r＝25 000 W，故A错误；根据变压器原理可知＝，代入数据得U2＝22 000 V，发电机输出的电功率P发＝U2I＝22 000×50 W＝1 100 kW，故B正确；互感器A并联接入电路是电压互感器，互感器B串联接入电路是电流互感器，故C正确；用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，故D错误。
12.（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
升压变电器输出电压U2＝＝ V＝5×103 V
升压变压器原、副线圈匝数比＝＝＝
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。
2 / 34.电能的输送
课标要求 素养目标
1.了解从发电站到用户的远距离输电过程，知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。 2.能运用相关知识分析求解远距离输电中的相关问题，掌握远距离输电问题的分析方法。 3.能从降低输电损耗情境中发现并提炼问题，提高分析探究问题的能力 1.通过探究降低输电损耗的方法，培养运用已有知识分析探究问题的能力。（科学探究） 2.通过实例和应用训练，掌握远距离输电相关问题的求解方法。（科学思维） 3.了解电网供电的优点和意义，了解输电技术的发展，培养科学态度及社会责任感。（科学态度与责任）
知识点一　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，故障少。
（2）保质：保证电能的质量——电压和　　　稳定。
（3）经济：输电线路建造和运行的费用低，　　　　损耗少。
2.输电线上的功率损失：P＝　　　　，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：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）减小输电导线中的电流：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。
4.高压输电
（1）现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已采用500 kV和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV的特高压。
（2）输电电压并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。
（3）实际输送电能时，要综合考虑输送功率的大小、距离的远近、技术和经济等要求，选择合适的输电电压。
知识点二　电网供电
1.远距离输电基本原理
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　　　　　　、　　　　　　，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。
（3）合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。
【情景思辨】
　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）。
（1）输送到用户两端的电压U'与U、I及r之间的关系为U'＝U－Ir。（　　）
（2）用户得到的电能与发电厂输出的电能相等。（　　）
（3）输送电路中功率损失的表达式是ΔP＝r。（　　）
（4）降低功率损失的途径只有提高输送电压。（　　）
（5）由于输电导线有电阻，电能的输送过程中有一部分电能转化为电热。（　　）
（6）随着电压的增加，用电危险性也会跟着增加，但是还要采用高压输电。（　　）
要点一　输电线上的电压和功率损失问题
1.输电线上的电压损失ΔU
输电线上的电压损失ΔU是输电线路始端电压U与输电线路末端电压U'的差值，ΔU＝U－U'＝IR线＝R线。
2.输电线上的功率损失ΔP
（1）原因：输电线有电阻R线，电流I流过输电线时，电流的热效应引起电功率的损失。
（2）三种计算方式：①ΔP＝I2R线；②ΔP＝ΔUI；③ΔP＝。
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线：根据R线＝ρ知，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＝可知，在输送功率P与输电线电阻R线一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损失将降为原来的，电压损失降为原来的。
【典例1】　某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20％。若要使导线上损失的功率降为输送功率的5％，则输电电压应为多少？
尝试解答
【一题多变】
　【典例1】中，若输电电压不变，输电线的电阻应变为原来的多少倍？
特别提醒
计算功率损失和电压损失的三点提醒
（1）输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指输电线路上的电压降ΔU＝I输R线。
（2）输送功率是加在高压输电线起始端的功率，损失功率是输电线上的发热功率（不考虑其他因素）。
（3）输电线上的电流由I输＝计算，注意I输≠。
1.远距离输电，输电功率一定。当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功率为P0。当输电电压提高为2U0时，则（　　）
A.由I＝得，输电线上的电流变为2I0
B.由I＝得，输电线上的电流变为
C.由P＝得，输电线上损失的电功率为4P0
D.由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0
2.（多选）为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：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，功率损耗为ΔP；除冰时，输电线上的功率损耗需要变为9ΔP，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）
A.输电电流为3I B.输电电流为9I
C.输电电压为3U D.输电电压为U
3.（多选）2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1 600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先150 kV高压输电升级为1 350 kV特高压输电，则下列说法正确的是（　　）
A.若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的
B.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C.若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的
D.如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的9倍
要点二　远距离输电
【探究】
某发电站向远处送电，发电站一端和用户一端的变压器作用各是什么？
【归纳】
1.远距离输电的几个基本关系式
（1）电压关系：＝，U2＝U线＋U3，＝。
（2）电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝。
（3）功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4。
（4）输电电流：I线＝＝＝＝。
（5）电压损失：U线＝U2－U3＝I线R线。
（6）功率损失：P损＝P2－P3＝R线＝＝U线I线。
2.处理远距离输电的方法技巧
（1）画好一张图——远距离输电示意图。
（2）研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压。
（3）区分三处量——输送电压（功率）、损失电压（功率）、用户电压（功率）。
【典例2】　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）水电站升压变压器的原、副线圈匝数比；
（2）输电线路导线电阻R；
（3）降压变压器的原、副线圈匝数比。
尝试解答
1.（多选）某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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（　　）
A.＞
B.＜
C.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
2.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.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为r
D.输电线路上损耗的电功率为I1U
3.某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为r，降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3∶n4＝n∶1，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值R0＝22 Ω的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则：
（1）发电机产生的交流电的频率是多少？
（2）降压变压器的副线圈两端的电压的瞬时值表达式如何表示？
（3）通过电阻R0的电流的最大值是多少？
（4）输电线损失的功率是多少？
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
2.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.2r B.2r
C.4r D.4r
3.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，这是因为用电高峰时（　　）
A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低
B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小
C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大
D.供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小
4.（多选）远距离输电示意图如图所示，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯泡L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯泡L1正常发光。下列说法正确的是（　　）
A.仅闭合开关S，灯泡L1会变亮
B.仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C.仅将滑片P下移，电流表的示数会变大
D.仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
5.某学校有一台应急备用发电机，内阻R＝1 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶4，降压变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1，输电线的总电阻r＝4 Ω。全校22个教室，每个教室用“220 V 40 W”的灯泡6盏，要求所有灯泡都正常发光，则：
（1）输电线上损耗的电功率多大？
（2）发电机的输出功率多大？
（3）发电机的电动势多大？
4.电能的输送
【基础知识·准落实】
知识点一
1.（2）频率　（3）电能　2.I2r
知识点二
1.升压　降压　2.输电线　变电站
情景思辨
（1）√　（2）×　（3）√　（4）×　（5）√　（6）√
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【典例1】　440 V
解析：设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率ΔP1＝20％P
又因为ΔP1＝R线，I1＝
解得ΔP1＝R线
现要求ΔP2＝5％P，同理ΔP2＝R线
因此可得＝＝
所以U2＝2U1＝440 V。
【一题多变】
　提示：由ΔP＝I2R线可知
＝＝＝
输电线的电阻应变为原来的。
素养训练
1.B　设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损失的电功率P0＝R。当输电电压提高为2U0时，由I＝可知输电线上的电流变为，输电线上损失的电功率P损＝R＝，故选项B正确，A、C、D错误。
2.AD　设输电线的电阻为R线，正常供电时高压线上的功率损耗ΔP＝I2R线；若除冰时功率损耗变为9ΔP，则9ΔP＝I'2R线，可得I'＝3I，A正确，B错误；输送功率不变，即P＝UI＝U'I'，输电电流变为I'＝3I，则输电电压U'＝U，C错误，D正确。
3.AC　在输电功率不变的情况下，输电电压从150 kV高压输电升级为1 350 kV，即输电电压变为原来的9倍，由电功率公式P＝UI可知，输电电流变为原来的，故A正确；输电线不变的情况下，由部分电路欧姆定律ΔU＝IR可知，输电线上损失的电压变为原先的，故B错误；由电功率公式ΔP＝I2R可知，输电线上损失的功率变为原来的，故C正确；如果损失的功率不变，由电功率公式ΔP＝I2R可知，输电线的电阻变为原来的81倍，由电阻定律R＝ρ可知，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的81倍，故D错误。
要点二
知识精研
【探究】　提示：发电站一端的变压器是升压变压器，把电压升高用于远距离输电；用户一端的变压器是降压变压器，把电压降低供用户使用。
【典例2】　（1）　（2）20 Ω　（3）
解析：已知输电功率为10 kW，而用户得到的功率为9.5 kW，所以损失的功率为0.5 kW，等于导线的电阻与输电电流的平方之积。
（1）升压变压器的原、副线圈匝数比
＝＝＝。
（2）由P损＝R可知，输电线上损失的功率和导线电阻R及输电电流有关，而输电电流又取决于输电电压及输电功率，则有I2＝
所以R＝＝＝ Ω＝20 Ω。
（3）降压变压器原线圈上的电压
U3＝U2－I2R＝U2－R＝V＝1 900 V
所以降压变压器的原、副线圈匝数比＝＝。
素养训练
1.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＞，故B、C错误，A正确。
2.A　理想变压器的输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为U2，则有I1U1＝U2I2，U2＝，选项A正确；输电线上的电压降为ΔU＝I1r，或者ΔU＝U－U1，选项B错误；理想变压器的输入功率为P＝I1U1，选项C错误；输电线路上损耗的电功率为ΔP＝r，选项D错误。
3.（1）50 Hz　（2）u＝220sin 100πt（V）　（3）10 A
（4） W
解析：（1）变压器不改变交流电的频率，由题图乙可知交流电的频率f＝ Hz＝50 Hz。
（2）由题图乙知降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式u＝220sin 100πt（V）。
（3）通过电阻R0的电流的最大值Im＝＝ A＝10 A，有效值I＝＝10 A。
（4）通过输电线的电流为I3＝I＝ A，输电线损失的功率为P＝r＝ W。
【教学效果·勤检测】
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，故选D。
2.C　电压有效值为U1＝，根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系，有＝，升压变压器T副线圈中的电流I2＝，输电线上损失的电功率ΔP＝·2r，解得ΔP＝4r，故C正确。
3.C　照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器多，总电阻变小，供电线路上的电流变大，输电线路上损失的电压较大，每盏灯两端的电压较小，C正确。
4.BC　当闭合S时，T2副线圈中电流增大，T2原线圈中电流也增大；此时输电线电阻r上损失的电压和功率增大；此时T2输入电压UT2原＝UT1副－Ir减小，灯泡L1两端电压UT2副减小，灯泡L1会变暗，故A错误，B正确；仅将滑片P下移，T1副线圈匝数增大，则T1输出电压增大，T2的输入电压增大，灯泡两端电压也增大，T2副线圈中电流变大，则T2原线圈中电流变大，输电线电阻r消耗的功率会变大；变压器T1副线圈中电流变大，则原线圈中电流也变大，即电流表的示数会变大，故C正确，D错误。
5.（1）144 W　（2）5 424 W　（3）250 V
解析：（1）根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。
所有灯泡都正常工作的总功率
P2'＝22×6×40 W＝5 280 W
所有灯泡都正常工作时的总电流
I2'＝＝ A＝24 A
两个变压器之间输电线上的电流Ir＝I2＝＝6 A
故输电线上损耗的电功率Pr＝r＝144 W。
（2）升压变压器的输出功率
P1'＝Pr＋P2'＝5 424 W
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率，即
P出＝P1＝P1'＝5 424 W。
（3）降压变压器上的输入电压
U2＝4U2'＝880 V
输电线上的电压损失Ur＝Irr＝24 V
因此升压变压器的输出电压
U1'＝Ur＋U2＝904 V升压变压器的输入电压
U1＝＝226 V
升压变压器的输入电流I1＝4Ir＝24 A
发电机的电动势
E＝U1＋I1R＝226 V＋24×1 V＝250 V。
5 / 6(共84张PPT)
4.电能的输送
课标要求 素养目标
1.了解从发电站到用户的远距
离输电过程，知道远距离输电
时通常采用高压输电的原因。 2.能运用相关知识分析求解远
距离输电中的相关问题，掌握
远距离输电问题的分析方法。 3.能从降低输电损耗情境中发
现并提炼问题，提高分析探究
问题的能力 1.通过探究降低输电损耗的方法，
培养运用已有知识分析探究问题的
能力。（科学探究）
2.通过实例和应用训练，掌握远距
离输电相关问题的求解方法。（科
学思维）
3.了解电网供电的优点和意义，了
解输电技术的发展，培养科学态度
及社会责任感。（科学态度与责
任）
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　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，故障少。
（2）保质：保证电能的质量——电压和 稳定。
（3）经济：输电线路建造和运行的费用低， 损耗少。
2. 输电线上的功率损失：P＝ ，I为输电电流，r为输电线
的电阻。
频率　
电能　
I2r　
（1）减小输电线的电阻：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）减小输电导线中的电流：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。
3. 降低输电损耗的两个途径
4. 高压输电
（1）现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离输电采用
的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已采用500 kV
和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV的特高压。
（2）输电电压并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能
和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。
（3）实际输送电能时，要综合考虑输送功率的大小、距离的远
近、技术和经济等要求，选择合适的输电电压。
知识点二　电网供电
1. 远距离输电基本原理
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 、 ，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。
升压　
降压　
输电线　
变电站　
3. 电网输电的优点
（1）降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。
（2）减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡。
（3）合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。
【情景思辨】
　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）。
（1）输送到用户两端的电压U'与U、I及r之间的关系为U'＝U－Ir。
（　√　）
（2）用户得到的电能与发电厂输出的电能相等。 （　×　）
√
×
（3）输送电路中功率损失的表达式是ΔP＝r。 （　√　）
（4）降低功率损失的途径只有提高输送电压。 （　×　）
（5）由于输电导线有电阻，电能的输送过程中有一部分电能转化为
电热。 （　√　）
（6）随着电压的增加，用电危险性也会跟着增加，但是还要采用高
压输电。 （　√　）
√
×
√
√
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　输电线上的电压和功率损失问题
1. 输电线上的电压损失ΔU
输电线上的电压损失ΔU是输电线路始端电压U与输电线路末端电
压U'的差值，ΔU＝U－U'＝IR线＝R线。
2. 输电线上的功率损失ΔP
（1）原因：输电线有电阻R线，电流I流过输电线时，电流的热效
应引起电功率的损失。
（2）三种计算方式：①ΔP＝I2R线；②ΔP＝ΔUI；③ΔP＝。
3. 减少电压损失和功率损失的方法
（2）减小输电电流I：根据I＝可知，在输送功率P与输电线电阻R
线一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减
为原来的，输电线上的功率损失将降为原来的，电压损失
降为原来的。
（1）减小输电线的电阻R线：根据R线＝ρ知，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。
【典例1】　某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送
功率的20％。若要使导线上损失的功率降为输送功率的5％，则输电
电压应为多少？
答案：440 V
解析：设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率ΔP1＝
20％P
又因为ΔP1＝R线，I1＝
解得ΔP1＝R线
现要求ΔP2＝5％P，同理ΔP2＝R线
因此可得＝＝
所以U2＝2U1＝440 V。
【一题多变】
【典例1】中，若输电电压不变，输电线的电阻应变为原来的多少
倍？
提示：由ΔP＝I2R线可知
＝＝＝
输电线的电阻应变为原来的。
特别提醒
计算功率损失和电压损失的三点提醒
（1）输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指输
电线路上的电压降ΔU＝I输R线。
（2）输送功率是加在高压输电线起始端的功率，损失功率是输电线
上的发热功率（不考虑其他因素）。
（3）输电线上的电流由I输＝计算，注意I输≠。
1. 远距离输电，输电功率一定。当输电电压为U0时，输电线上的电
流为I0，损失的电功率为P0。当输电电压提高为2U0时，则（　　）
A. 由I＝得，输电线上的电流变为2I0
B. 由I＝得，输电线上的电流变为
C. 由P＝得，输电线上损失的电功率为4P0
D. 由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0
解析：　设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损失的
电功率P0＝R。当输电电压提高为2U0时，由I＝可知输电线上
的电流变为，输电线上损失的电功率P损＝R＝，故选项B正
确，A、C、D错误。
2. （多选）为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思
路：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，功率损耗为ΔP；除冰时，输电线上的功率损耗需
要变为9ΔP，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（　　）
A. 输电电流为3I B. 输电电流为9I
C. 输电电压为3U D. 输电电压为U
解析：　设输电线的电阻为R线，正常供电时高压线上的功率损
耗ΔP＝I2R线；若除冰时功率损耗变为9ΔP，则9ΔP＝I'2R线，可得I'
＝3I，A正确，B错误；输送功率不变，即P＝UI＝U'I'，输电电流
变为I'＝3I，则输电电压U'＝U，C错误，D正确。
3. （多选）2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1 600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先150 kV高压输电升级为1 350 kV特高压输电，则下列说法正确的是（　　）
A. 若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的
B. 若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C. 若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的
D. 如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的9倍
解析：　在输电功率不变的情况下，输电电压从150 kV高压输
电升级为1 350 kV，即输电电压变为原来的9倍，由电功率公式P＝
UI可知，输电电流变为原来的，故A正确；输电线不变的情况
下，由部分电路欧姆定律ΔU＝IR可知，输电线上损失的电压变为
原先的，故B错误；由电功率公式ΔP＝I2R可知，输电线上损失的
功率变为原来的，故C正确；
如果损失的功率不变，由电功率公式ΔP＝I2R可知，输电线的电阻变
为原来的81倍，由电阻定律R＝ρ可知，相同材料、传输到相同地方
所需导线横截面积是原先的，相同材料、粗细的输电线传输距离是
原先的81倍，故D错误。
要点二　远距离输电
【探究】
某发电站向远处送电，发电站一端和用户一端的变压器作用各是
什么？
提示：发电站一端的变压器是升压变压器，把电压升高用于远距离输
电；用户一端的变压器是降压变压器，把电压降低供用户使用。
【归纳】
1. 远距离输电的几个基本关系式
（1）电压关系：＝，U2＝U线＋U3，＝。
（2）电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝。
（3）功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4。
（4）输电电流：I线＝＝＝＝。
（5）电压损失：U线＝U2－U3＝I线R线。
（6）功率损失：P损＝P2－P3＝R线＝＝U线I线。
2. 处理远距离输电的方法技巧
（1）画好一张图——远距离输电示意图。
（2）研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压。
（3）区分三处量——输送电压（功率）、损失电压（功率）、用
户电压（功率）。
【典例2】　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）水电站升压变压器的原、副线圈匝数比；
答案：　
解析：已知输电功率为10 kW，而用户得到的功率为9.5 kW，
所以损失的功率为0.5 kW，等于导线的电阻与输电电流的平方
之积。
升压变压器的原、副线圈匝数比
＝＝＝。
解析：由P损＝R可知，输电线上损失的功率和导线电阻R及输
电电流有关，而输电电流又取决于输电电压及输电功率，则有I2
＝
所以R＝＝＝ Ω＝20 Ω。
（2）输电线路导线电阻R；
答案：20 Ω
解析：降压变压器原线圈上的电压
U3＝U2－I2R＝U2－R＝V＝1 900 V
所以降压变压器的原、副线圈匝数比＝＝。
（3）降压变压器的原、副线圈匝数比。
答案：
1. （多选）某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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（　）
A. ＞
B. ＜
C. 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。P出－P损＝P入，故D正确；＝，
＝，因为U1＝200 V＜U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U线，故＞
，故B、C错误，A正确。
2. 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. 输电线上的电压降为U
C. 理想变压器的输入功率为r
D. 输电线路上损耗的电功率为I1U
解析：　理想变压器的输入和输出功率相同，设用户端得到的电
压为U2，则有I1U1＝U2I2，U2＝，选项A正确；输电线上的电压
降为ΔU＝I1r，或者ΔU＝U－U1，选项B错误；理想变压器的输入
功率为P＝I1U1，选项C错误；输电线路上损耗的电功率为ΔP＝
r，选项D错误。
3. 某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压
器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为r，降压变压
器的原、副线圈的匝数之比n3∶n4＝n∶1，降压变压器的副线圈两
端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值R0＝22 Ω的电阻组
成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则：
（1）发电机产生的交流电的频率是多少？
答案：50 Hz　
解析：变压器不改变交流电的频率，由题图乙可知交流
电的频率f＝ Hz＝50 Hz。
（2）降压变压器的副线圈两端的电压的瞬时值表达式如何表示？
答案：u＝220sin 100πt（V）
解析：由题图乙知降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值
表达式u＝220sin 100πt（V）。
（3）通过电阻R0的电流的最大值是多少？
答案：10 A　
解析：通过电阻R0的电流的最大值Im＝＝ A＝
10 A，有效值I＝＝10 A。
（4）输电线损失的功率是多少？
答案： W
解析：通过输电线的电流为I3＝I＝ A，输电线损失的
功率为P＝r＝ W。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
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，故选D。
2. 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. 2r B. 2r
C. 4r D. 4r
解析：　电压有效值为U1＝，根据理想变压器原、副线圈两端
电压与匝数的关系，有＝，升压变压器T副线圈中的电流I2＝
，输电线上损失的电功率ΔP＝·2r，解得ΔP＝4r，
故C正确。
3. 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
用电高峰时（　　）
A. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低
B. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小
C. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压
较大
D. 供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小
解析：　照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电
高峰时，用电器多，总电阻变小，供电线路上的电流变大，输电线
路上损失的电压较大，每盏灯两端的电压较小，C正确。
4. （多选）远距离输电示意图如图所示，其中T1、T2为理想变压器，
输电线总电阻可等效为电阻r，灯泡L1、L2相同且阻值不变。现保
持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，
灯泡L1正常发光。下列说法正确的是（　　）
A. 仅闭合开关S，灯泡L1会变亮
B. 仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C. 仅将滑片P下移，电流表的示数会变大
D. 仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
解析：　当闭合S时，T2副线圈中电流增大，T2原线圈中电流也
增大；此时输电线电阻r上损失的电压和功率增大；此时T2输入电
压UT2原＝UT1副－Ir减小，灯泡L1两端电压UT2副减小，灯泡L1会变
暗，故A错误，B正确；仅将滑片P下移，T1副线圈匝数增大，则T1
输出电压增大，T2的输入电压增大，灯泡两端电压也增大，T2副线
圈中电流变大，则T2原线圈中电流变大，输电线电阻r消耗的功率
会变大；变压器T1副线圈中电流变大，则原线圈中电流也变大，即
电流表的示数会变大，故C正确，D错误。
5. 某学校有一台应急备用发电机，内阻R＝1 Ω，升压变压器原、副
线圈的匝数之比为1∶4，降压变压器原、副线圈的匝数之比为
4∶1，输电线的总电阻r＝4 Ω。全校22个教室，每个教室用“220
V 40 W”的灯泡6盏，要求所有灯泡都正常发光，则：
（1）输电线上损耗的电功率多大？
答案：144 W　
解析：根据题意，画出
从发电机到教室灯泡之间的
输电过程，如图所示。
所有灯泡都正常工作的总功
率
P2'＝22×6×40 W＝5 280 W
故输电线上损耗的电功率
Pr＝r＝144 W。
所有灯泡都正常工作时的总电流
I2'＝＝ A＝24 A
两个变压器之间输电线上的电流
Ir＝I2＝＝6 A
（2）发电机的输出功率多大？
答案：5 424 W　
解析：升压变压器的输出功率
P1'＝Pr＋P2'＝5 424 W
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率，即
P出＝P1＝P1'＝5 424 W。
解析： 降压变压器上的输入电压
U2＝4U2'＝880 V
输电线上的电压损失Ur＝Irr＝24 V
因此升压变压器的输出电压
U1'＝Ur＋U2＝904 V
（3）发电机的电动势多大？
答案：250 V
发电机的电动势
E＝U1＋I1R＝226 V＋24×1 V＝250 V。
升压变压器的输入电压
U1＝＝226 V
升压变压器的输入电流
I1＝4Ir＝24 A
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一　输电线上的电压和功率损失问题
1. （多选）远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远
高于330 kV的电压进行输电，采用高压输电的优点是（　　）
A. 可提高输电效率
B. 可根据需要调节交变电流的频率
C. 可减少输电线上的电功率损失
D. 可加快输电的速度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析：　η＝×100％＝×100％，采用高压输电时，由
P＝UI知输电电流减小，由P损＝I2r知P损减小，故η增大；若输电线
的材料确定，电流小，则可以减少输电线上的能量损耗，故选项
A、C正确；交变电流的频率是固定的，不能调节；输电的速度与
输电电压无关，故选项B、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. 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. ∶
C. ∶ D. U2∶U1
解析：　由P＝UI得输电线中的电流I＝。输电线上损失的功率P
损＝I2R＝R＝，即在输送电功率和输电线电阻不变的情况
下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以两次输电线上损失
的功率之比为∶，C正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. （多选）远距离输电过程中，已知升压变压器输出电压为U1，功
率为P，降压变压器的输入电压为U2，输电线的电阻为R，则线路
损耗的热功率P损可用下面哪几种方法计算（　　）
A. P损＝ B. P损＝
C. P损＝ D. P损＝
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析：　根据题意可得，输电线中的电流为I＝，线路损耗的
热功率为P损＝I2R＝R，故A错误，B正确；输电线上损失的电
压为ΔU＝U1－U2，则P损＝＝，故C错误，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. 超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。
现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率
为40 kW，电压为800 V。若用临界温度以下的超导电缆代替原来
的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率
为（　　）
A. 1 kW B. 1.6×103 kW
C. 1.6 kW D. 10 kW
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析：　节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I＝
＝ A＝50 A，P线＝I2R＝502×0.4 W＝1 000 W，故节约的电
功率为1 kW，A项正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
题组二　远距离输电
5. 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失的电压
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
解析：　远距离输电先升压，后降压，A正确，B错误；由于输
电线上有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损
失的电压之和，C、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. （多选）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电电流成正比
B. 输电电压越高，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电电压的平方成反比
D. 输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比
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解析：　输电线路上损失的电压ΔU＝Ir，当r一定时，ΔU和I成
正比。若U越高，由I＝知I越小，ΔU越小。输电线路上损失的功
率ΔP＝I2r，当P一定时，I＝，所以ΔP＝r，即ΔP和U的平方
成反比，跟I的平方成正比，故选项A、C正确，B、D错误。
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7. （多选）如图所示的是远距离输电示意图，发电站的输出电压U1
＝250 V，输出功率P1＝1×105 W，输电线电阻R＝8 Ω，则进行远
距离输电时，下列说法正确的是（　　）
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A. 若发电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
B. 若发电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
C. 输电线损耗比例为5％时，所用升压变压器的匝数比＝
D. 用800 kV高压输电，输电线损耗功率为8 000 W
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解析：　由U3＝U2－R知，发电站的输出功率突然增大，U3减
小，又＝，故U4也减小，选项A正确；由＝知U1不变时，
U2也不变，选项B错误；升压变压器的原线圈和副线圈电流分别为
I1＝＝400 A、I2＝＝25 A，可得＝＝＝，故C正确；
用800 kV高压输电，可得U2'＝800 kV，I2'＝＝0.125 A，ΔP'＝
IR＝0.125 W，故D错误。
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8. 某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50
kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处输电，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220 V供用户使用（两个变压器均为理想变压
器）。对整个输电过程，下列说法正确的是（　　）
A. 输电线上损失的功率为300 W
B. 升压变压器的匝数之比为1∶100
C. 输电线上的电流为100 A
D. 降压变压器的输入电压为4 700 V
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解析：　输电线上损失的功率P损＝50×103×0.6％ W＝300 W，
A正确；由P损＝R得I2＝10 A，C错误；升压变压器的输入电流I1
＝＝ A＝100 A，由＝得＝，B错误；根据＝得
U2＝U1＝5 000 V，输电线上损失的电压U线＝I2R＝10×3 V＝30
V，所以降压变压器的输入电压U3＝U2－U线＝4 970 V，D错误。
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9. （多选）某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他
将每100 m导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接
将输电线与学生电源及用电器相连，第二次采用如图所示的电路输
电。其中变压器T1与电源相连，变压器T2与用电器相连。下列说法
正确的是（　　）
A. 第二次实验也可研究远距离直流输电
B. T1是升压变压器，T2是降压变压器
C. 若输送功率一定，则第二次实验时输电线损失的电功率较小
D. 实验可证明，增大输电电流能减少远距离输电的能量损失
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解析：　变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只
能研究远距离交流输电，A错误；采用高压输电时，T1为升压变压
器，T2是降压变压器，由I＝可知，输送功率一定时，提高输电电
压，可减小输电线中电流I，由P损＝I2R线可知，第二次实验时输电
线损失的电功率较小，B、C正确，D错误。
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10. 如图所示，某发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，
从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω，要使输电线上的功率损
失为发电机输出功率的5％，而用户得到的电压正好为220 V，则
升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数之比分别是（　　）
A. 16∶1　190∶11
B. 1∶16　11∶190
C. 1∶16　190∶11
D. 16∶1　11∶190
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解析：　输电线损失功率P损＝100×103×5％ W＝5×103 W，所
以输电线上电流I2＝＝25 A，升压变压器原线圈中的电流I1＝
＝400 A，故升压变压器原、副线圈匝数之比＝＝。升压
变压器副线圈两端电压U2＝U1＝4 000 V，输电线损失电压U损
＝I2R总＝200 V，降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝3 800
V，故降压变压器原、副线圈匝数之比＝＝，故选项C正
确，A、B、D错误。
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11. （多选）如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功
率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端
接入A、B两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比
分别为100∶1和1∶10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为5
A，线路总电阻r＝10 Ω，则下列说法正确的是（　　）
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A. 线路上损耗的功率250 W
B. 发电机输出的电功率1 100 kW
C. 互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器
D. 用户使用的用电设备越多，降压变压器输出电压U4大小不会改变
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解析：　根据＝，代入数据得I＝50 A，线路上损耗的功
率P损＝I2r＝25 000 W，故A错误；根据变压器原理可知＝，
代入数据得U2＝22 000 V，发电机输出的电功率P发＝U2I＝22
000×50 W＝1 100 kW，故B正确；互感器A并联接入电路是电压
互感器，互感器B串联接入电路是电流互感器，故C正确；用户使
用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失
电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减
小，故D错误。
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12. 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，风车阵中发电机的输出功率为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；
答案：1∶20　240∶11　
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解析：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
升压变电器输出电压
U2＝＝ V＝5×103 V
升压变压器原、副线圈匝数比
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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
＝＝＝。
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（2）用户得到的电功率是多少。
答案：96 kW
解析：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。
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谢谢观看!

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