3.4：電能的輸送

-：知識精講歸納

考點一、輸送電能的基本要求

1.可靠：指供電線路可靠地工作,故障少.

2.保質：保證電能的質量一電壓和頻率穩(wěn)定.

3.經濟：指輸電線路建造和運行的滿用低，電能損耗少.

考點二、降低輸電損耗的兩個途徑

1.輸電線上的功率損失：P=￡r，/為輸電電流，/?為輸電線的電阻.

2.降低輸電損耗的兩個途徑

⑴減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況卜，為了減小電阻，應當選用電阻率小的金屬材料，還要盡可能增加

導線的橫截面積.

(2)減小輸電線中的電流：為了減小輸電電流，同時又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電電壓.

考點三、電網供電

I.遠距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內用升壓變壓器升壓,然后進行遠距離輸電，在用電區(qū)域通過降壓變壓器降

到所需的電壓.

2.電網：通過網狀的輸電線、變電站,將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網絡.

3.電網輸電的優(yōu)點

(1)降低一次能源的運輸成本，獲得最大的經濟效益.

(2)減小斷電的風險，調劑不同地區(qū)電力供直的平衡.

(3)合理調度電力，使電力的供應更加可靠,質量更高.

重難點技巧一、輸電線上的電壓和功率損失

1.輸電線上的電壓損失

P

AU=U—U'=Ir=~^,r.

2.輸電線上的功率損失

(l)AP=/2r,其中/為輸電線上的電流，/?為輸電線的電阻.

或△。=平：，其中為輸電線上的電壓損失.

3.減少電壓損失和功率損失的方法

(I)減小輸電線的電阻入根據r=/4,可減小電阻率〃，目前一般用電阻率較小的銅或鋁作為導線材料；也可增大導

線的橫截面積S,但過粗的導線會多耗費金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設帶來很大的匪難.

(2)減小輸電電流/,根據/=芻，在輸送功率尸一定，輸電線電阻「一定的條件下，輸電電壓提高到原來的〃倍，輸

送電流可減為原來的《輸電線上的功率損耗將降為原來的/.

重難點技巧二：解決遠距離高壓輸電問題的基本方法

1.首先應畫出遠距離輸電的電路圖，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應位置.

2.理清三個回路：

回路1：Px=U\Ix

回路2：S=AU+S，P2=AP+P3=/22R線+。3，h=h

回路3：P4=U/4.

3.常用關系

（1）功率關系：Pl=P2,P2=&P+P3,P3=P4.

（2）電壓關系:,成,S=AU+S，務意

（3）電流關系:￡='，，2=/線=，3,（琮.

（4）輸電電流：/統(tǒng)=含=合=,.

（5）輸電線上損耗的電功率：AP=P2一心=/線2冗線=合止=AU-/線.

⑹輸電線上的電壓損失：MJ=1^R^=U1-U3.

考點題型歸納

題型一：影響輸電損耗的因素

1.（2022?全國?高二）下圖為長距離高壓輸電的示意圖。關于長距離輸電，下列說法正確的是（）

A.減小輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失

B.高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗

C.在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小

D.高壓輸電綜合考慮各種因素，輸電電壓越高越好

2.（2022?全國?高二課時練習）某水電站發(fā)電機的輸出功率恒定，用升壓變壓器將電壓升至U后向遠處輸電，輸電

電流為/,在用戶端用降壓變壓器將電壓降至所需電壓、為減小輸電線的熱功率，下列措施可行的是（）

A.增大輸電電流/B.增大輸電電壓U

C.減少輸電時間D.減小輸電導線的橫截面積

3.（2020.北京.首都師范大學附屬中學永定分校高二期中）當遠距離高壓輸送一定電功率時，輸電線上損耗的功率

與電路中的（）

A.輸送電壓成正比B.輸送電壓的平方成正比

C.輸耳線中的電流成正比D.輸電線中電流的平方成正比

題型二：輸電線上的電壓和功率損失的計算

4.（2022.全國?高二課時練習）如圖所示為遠距離輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是廣

的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是//，其末端間的電壓為切，在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用

戶端的電流為4則（）

A.輸電線路上損失的電功率為輸電線上的電壓降為U

C.理想變壓器的輸入功率為/：rD.用戶端的電壓為亍1

5.（2022?全國?高二課時練習）某發(fā)電站將電能輸送到工廠通過圖示的流程來實現(xiàn)，經測定發(fā)電機輸出的電壓和電

流分別為S和//,升壓變壓器輸出的電壓和電流分別為S和/2,降壓變壓器輸出的電壓和電流分別為S和力，Ri

為兩變壓器間輸電導線的總電阻。下列計算正確的是（）

A.根據歐姆定律：

B.對升壓變壓器一定有U〃尸S/2

C.兩受壓器間輸電導線的熱損耗為

D.電動機的機械功率為S/3

6.（2022?重慶?高二期末）黎江蟠龍抽水蓄能電站建成投用后，將作為重慶市未來電網中重要的骨干電源。電站的

電能輸送示意圖如圖所示，升壓變壓器與降壓變壓器間輸電線總電阻為八升壓變壓器原、副線圈頁數比殳=。，降

〃2

壓變壓器原、副線圈匝數比變壓器均為理想變壓器，若發(fā)電機的輸出電壓為S,用戶輸入端電壓為3,用

“4

戶消耗電功率為P,則下列說法正確的是（）

P

A.通過升壓變壓器原線圈的電流為萬

B.輸耳線上損失的電壓為a-七

c.因輸電線發(fā)熱而損失的功率為（看）。

D.電路的輸電效率為%（X）%

題型二：用戶端功率的改變判斷輸電線物理量的變化

7.（2022?陜西?長安一中高二期末）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓

分別為偽和。2,降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為S和在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個

互感器原、副線圈的匝數比分別為10：1和1：10,各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是（）

A.兩互感器均起到降壓作用

B.若旦壓表的示數為220V,電流表的示數為10A,則線路輸送電功率為220kW

C.若保持發(fā)電機輸出電壓S和用戶數定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少

D.若發(fā)電機輸出電壓S一定，若用戶數增加，為維持用戶電壓口一定，可將滑片。下移

8.（2022?福建龍巖?高二期末）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別

為S和S，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為S和%，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器。在輸電線路

的起始端接入兩個理想交流互感器，圖中甲、乙均為理想電表。則下列說法正確的是（）

A.甲為電流表，乙為電壓表

B.若且壓互感器的誠數為220V,電流互感器的讀數為5A,則輸送功率為U0UW

C.若保持發(fā)電機輸出電壓U/—定，僅增加負載，則S將增大

D.當用戶的用電器增多時，P3、P/都會增大，輸電線上損失的功率會減小

題型五：升壓和降壓器中的物理量的計算

13.（2020?山東?青島二中高二期中）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率。=KX）kW,發(fā)電機的電壓

3=250V,經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻仆=8C,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為q=220V。

已知輸電線上損失的功率%=5kW,假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）

A.發(fā)也機輸出的電流L=4（）AB.輸電線上的電流/我二625A

C.降壓變壓器的匝數比%：4=I9O：11D.用戶得到的電流/，=465A

14.（2022?江蘇徐州?高二期末）如圖所示為模擬遠距離輸電電路圖，升壓變壓器的原、副線圈匝數之比為卜4,其

原線圈兩端的電壓為12V；降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為4：1,其副線圈兩端的電壓為11.5V。遠距離輸電

線路的總阻值為1Q，兩變壓器均視為理想變壓器。則升壓變壓器的輸入功率為（）

A.24WB.48WC.92WD.96W

15.（2022?浙江?泰順中學高二期末）如圖所示，某水電站發(fā)電機的輸出功率P=IOOkW,發(fā)電機的輸出電壓4=250V,

經變壓器升壓后向遠處輸電，在用戶端用降壓變壓器將電壓降為上=22OV。已知輸電電流，紋=25A,兩條輸電線

路總電阻質=8C,變壓器均視為理想變壓器，則（）

A.用戶得到電功率為95kWB.升壓變壓器的匝數比勺：4=4:5

C.降壓變壓器的匝數比/：4=200:11D.發(fā)電機的輸出的電流L=40A

題型六：遠踮離輸電的綜合問題

16.（2022.山東.泰安市基礎教育教學研究室高二期末）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率0=100kW,發(fā)

電機的輸出電壓為U/=250V,經升壓變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻R行8d在用戶端用降壓變壓器把

電壓降為S=220V。已知輸電線上損失的功率尸卡5kW,假設兩個變壓器均是理想變壓器，試求

（1）整個輸電網絡的輸電效率（即用戶實際消耗的功率占電源輸出功率的百分比）；

（2）降壓變壓器的匝數比〃熱

（3）若因用戶增加導致用戶消耗功率達到211.2kW,且要求用戶電壓〃不變，輸電網絡的輸電效率不能太低，則

可調整發(fā)電機輸出功率和降壓變壓器的匝數比以滿足要求，求調整后降壓變壓器原、副線圈的匝數比和發(fā)電機的輸

出功率3

17.（2022例川雅安?高二期末）如圖所示，用一小型交流發(fā)電機向遠處用戶供電，已知發(fā)電機線圈加〃匝數N=IOO,

面積S=0.03m,發(fā)電機線圈電阻，?不可忽略，線圈勻速轉動的角速度。=100md/s,勻強磁場的磁感應強度八立T。

7T

輸電時先用升壓變壓器將電壓升高，到達用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降下來后供用戶使用。輸電導線的總電阻

R=10Q,變壓器都是理想變壓器,降壓變壓器原、副線圈的匝數比為%:〃4=10：1,若用戶區(qū)標有“220V,8.8kW

的電動機恰能正常工作。求：

（1）輸電線路上頓耗的電功率AP;

（2）若升壓變壓器原、副線圈值數比為〃/4=1：8,交流發(fā)電機線圈電阻，上產生的熱功率。

18.（2022.北京朝陽?高二期末）某村莊較遠處修建了一座小型水電站.河水的流量Q=L0m'/s,落差人=3.2m.河

水減少的重力勢能有62.5%供給發(fā)電機、發(fā)電機的效率為90%。該水電站到用戶之間需要遠距離輸電，如圖所示。

已知發(fā)電機的輸出電壓a=3OOV,用戶需要的電壓。4=22（可，兩地間輸電線的總電阻R=5C,輸電線上損耗的

功率為發(fā)電機輸出功率的4%,水的密度「ulxlO'kg/n?。升壓、降壓變壓器均可視為理想變壓器。重力加速度

=I0m/s2o求：

（I）發(fā)電機的輸出功率P;

（2）輸電線上通過的電流々及降壓變壓器的輸入電壓U3：

（3）升壓、降壓變壓器上原副線圈匝數比區(qū)及小。

三：課堂過關精練

一、單選題

19.（2022?遼寧?東北育才學校高二階段練習）我國超級電網，將熱、水、風、光、核發(fā)電及電動汽車電池儲能并入

電網.如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖.升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為G和U2,降壓變壓器

原、副線圈兩端的電壓分別為4和在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數比分

別為10:1和1:10,各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確酌是（）

A.兩互感器均起到降壓作用

B.若耳壓表的示數為220V,電流表的示數為10A,則線路輸送電功率為220kW

C.若保持發(fā)電機輸出電壓■和用戶數一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少

D.若發(fā)電機輸出電壓G一定，若用戶數增加，為維持用戶電壓上一定，可將滑片P下移

20.（2022?全國?高二課時練習）如圖所不，交流電源與理想升壓變日器相連進仃遠距離輸電，升壓變壓苦冷與降壓變

壓器間輸電線路的總電阻為反降壓變壓器副線圈接入?臺電動機，電動機恰好正常工作。圖中電表均為理想電表,

電壓表示數為U,電流表示數為/,下列說法一定正確的是（）

A.電動機內線圈的阻值為彳B.電動機的輸入功率為U/

C.輸口線路的損耗功率為/2RD.輸電線路的總電阻R=§

21.（2022.遼寧?東北育才學校高二）用特高壓實現(xiàn)遠距離輸電。在遠距離輸電中，輸電線電阻不可忽略，如圖，水

電站輸出電壓穩(wěn)定的正弦交流電，升至特高壓U后向湖南供電，輸送的總功率為P。用戶端理想變壓器原副線圈匝

數分別為〃/、〃2,Q為輸電線總電阻，后為不斷電用戶電阻（可視為定值電阻），R為可變用戶電阻（可視為可變

電阻）。當可變電阻R減小時，電壓表和電流表示數變化的絕對值分別為AU?、A/2,電壓表和電流表均為理想電表,

下列說法正確的是（）

A,四=凡+農

C.對丁原線圈回路，虛線框所圈部分的等效電阻為火'=（3）2（&+火）

〃2

D.輸他線路上損耗的功率為0赧=^7上工0

A1+A2+K

22.（2022?江蘇省如皋中學高二階段練習）對于遠距離輸電，在七一定的情況下，設輸電線路中的電流為/送，輸

電線的總電阻為火線，為了減少損耗，采用增大電壓U送輸電，下列說法正確的是（）

A.由。送=/送用”知輸電線路中的電流變大

B.由&=，送〃送，知輸電線路中的電流變小

C.由%=等，知輸電線路消耗功率增大

D.由送2與戈，知不會影響輸電線路中的電流

23.（2022.全國?高二）如圖為某水電站遠距離輸電的原理圖。升壓變壓器的原副線圈匝數比為〃:1,輸電線總電阻

為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠輸出的電壓恒為U,若由于用戶端負載變化，使發(fā)電廠輸

出功率增加了AP。下述錯誤的是（）

A.電壓表V1的示數不變，電壓表V?的示數減小B.電流表A1、A2的示數均增大

C.輸日線上損失的電壓增加了爺^D.輸電線上損失的功率增加了嚕歲

24.（2022.全國.高二課時練習）圖甲為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈的匝數比為1：200,降壓變壓器

原、副線圈的I巾:數比為200：1,遠距離輸電線的總電阻為1（X4,若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所不，輸入功率

為750kW,下列說法正確的是（）

A.用戶端交流電的頻率為100HzB.用戶端電壓為250V

C.輸日線中的電流為15AD.輸電線路的損耗功率為25kW

25.（2022?江蘇?鹽城市田家炳中學高二期中）某個小水電站發(fā)電機的輸出功率為lOOkW,發(fā)電機的電壓為250V。

通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線的總甩阻為2Q,要求在輸電線上損失的功率控制在5kW（即用戶得到

的功率為95kW）。求：

（1）輸電線上的電流為多少？

（2）升壓變壓器的匝數比等于多少？

26.（2022?山東?臨沂二十四中高二期中）截止2022年2月22日，我省光伏發(fā)電輸出創(chuàng)歷史新高，達到1080.9萬千

瓦，占我省用電負荷的36.1%,為我省脫貧致富、能源轉型和綠色發(fā)展貢獻了力量。光伏發(fā)電廠需將直流電轉化為

交流電后輸送給用戶。假設某小型電廠用如圖的方式進行輸電，已知G=250V,輸電功率＜=100kW,輸電線的總

電阻時=8C,q=22（）V。若輸電線上損失的功率為輸電功率的5%,認為所用變壓器都是理想變壓器，求：

（1）輸電線上的電流/線；

（2）降壓變壓器原、副線圈的匝數比。

四：高分突破精練

27.（2022?福建漳州?高二期末）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。發(fā)電機輸出功率恒定，升、降壓變壓器

均為理想變壓器。在輸電線路的起始端接入A、B兩個互感器（均為理想器材），兩互感器原、副線圈的匝數比分

別為200：1和1：20,電壓表的示數為220V,電流表的示數為4A,輸電線路總電阻尸20Q,則下列說法正確的是

（）

A.互感器A是電流互感器，互感器B是電壓互感器

B,線路上損耗的功率為32OW

C.發(fā)耳機輸出的電功率為3520kW

D.用戶使用的用電設備增多，降壓變壓器輸出電壓口大小不變

28.（2022?全國?高二課時練習）“西電東送”是把煤炭、水能、風能資源豐富的西部省區(qū)的能源轉化成電力資源，輸

送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)的工程。遠距離輸電的電路示意圖如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓

器，升壓變壓器原、副線圈匝數比為殳，降壓變壓器原、副線圈匝數比為叢，發(fā)電廠輸出電壓恒為G，升壓變壓

器和降壓變壓器之間輸電線總電阻為R,下列說法正確的是（）

A.若五二2,則用戶獲得的電壓也為a

B.用戶獲得的電壓不可能大于a

c.當用戶消耗的功率增大時，用戶表得的中，壓也增大

D.若輸電線R上損失的功率增大，則用戶消耗的功率和發(fā)電廠輸出功率均增大

29.（2022?全國?高二課時練習）如圖所示，發(fā)電機線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生的電動勢

e=100應sinlOOR（V）。線圈與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電,理想降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為5:2,

降壓變壓器副線圈接入一臺“220V1100W”的電動機，恰好正常工作，電動機內阻為10Q,輸電線路總電阻為25C,

線圈及其余導線電阻不計，電表均為交流理想電表，則下列說法正確的是（）

A.圖示位置時電壓表示數為100&VB.升壓變壓器原、副線圈匝數比為1:5

C.輸目線路中的電流是12.5AD.發(fā)電機線圈的輸出功率為1200W

30.（2022?江蘇南京?高二期末）如圖為遠距離輸電示意圖,理想變壓器匝數之比在升壓變壓器

的原線圈兩端接入有效值為q的交流電源，兩條輸電線的總電阻為與，假設用戶處的總電阻為&,不考慮其他因

素的影響，則輸電線上的電流為（）

叫叫

、?凡B.凡+〃24

U\5

2D，

CR^nR2丁+〃2.

31.（2022?江西?興國中學高二期末）北京奧運場館的建設體現(xiàn)了“綠色奧運”的理念。國家體育館“鳥巢”隱藏著一座

年發(fā)電量比較大的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，假設該發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為25OV,通過理想變壓器向遠處輸電，如

圖，所用輸電線的總電阻為8Q,升壓變壓器I原、副線圈匝數比為1：16,下列說法正確的是（）

A.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為1x1O，W,則輸電線損失的功率為4xl0'W

B.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為IxlO'w,用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器T?原、副線圈的匝數比為190：11

C.若用戶消耗功率減少，則升壓變壓器［的輸出電壓S減小

D.若用戶消耗功率增加，則用戶電路兩端電壓a增大

32.（2022?四川?樹德懷遠中學高二期末）風力發(fā)電將風的動能轉化為電能。某風力發(fā)電機的輸出功率為10kW,輸

出電壓為25OV,用戶得到的電壓是22OV,輸電線的電阻為20Q,輸電線路如圖所示。若輸電線因發(fā)熱而損失的功

率為輸送功率的5%,變壓器均視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）

A.通過輸電線的電流為4A

B.用戶得到的電功率為9.5kW

C.升壓變壓器原、副線圈的匝數之比為1：4

D.降壓變壓器原、副線圈的匝數之匕為10（）：II

33.（2022.江蘇鎮(zhèn)江.高二期末）遠距離輸電示意圖如圖所示，兩變E器均為理想變壓器，升壓變壓器7的原、副線

圈匝數分別為小、〃2,在7的原線圈兩端接入?電壓”=加0的交流電源。若輸送電功率為尸，輸電線的總電阻

為2/，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為（）

34.（2022?山東省泰安英雄山中學高二期末）一水電站交流發(fā)電機的輸出電壓有效值為恒定值通過理想升壓變

壓器（和理想降壓變壓器4向城市用戶供電，輸電線總電阻為R,遠距離輸電示意圖如圖所示。丁的原、副線圈匝

數分別〃I、輸入電壓和輸入功率分別為G和輸出電壓和輸出功率分別為S和鳥；4的輸入電壓和輸入功

率分別為4和P；,輸出電壓和輸出功率分別為U,和乙。下列說法正確的是（)

A.當用戶的用電器增多時，%增大

B.當用戶的用電器增多時，巴增大

C.在輸入功率不變的條件小要減小線路的損耗，應增大升壓變壓器的生

（］2

D.輸電線上損失的電功率為△「二」?

R

二、多選題

35.（2022?遼寧鞍山?高二階段練習）如圖所示是遠距離輸電示意圖，電站的輸出電壓S=250V,輸出功率P/=l00kW,

輸電線電阻R=8C0則進行遠距離輸電時，下列說法中正確的是（）

A.若電站的輸出功率突然增大，則升壓變壓器的輸出電壓增大

B.若目站的輸出功率突然增大，則降壓變壓器的輸出電壓減小

C.輸耳線損耗比例為5%時，所用升壓變壓器的匝數比為n「n2=l：16

D.用10000V高壓輸電，輸電線損耗功率為8000W

36.（2022?全國?高二課時練習）如圖是遠距離輸電的電路示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，升壓

變壓器原、副線圈匝數為尢，降壓變壓器原、副線圈匝數比為3,發(fā)電廠輸出電壓為輸出電功率為P,升壓變

壓器和降壓變壓器之間輸電線總電阻為心下列說法正確的是（）

A.若用戶獲得的電壓也為■，則K&=1

B.用戶端并聯(lián)使用的用電器增多時，輸電線上損失的功率增大

D.降壓變壓器輸出的電功率尸=再

37.（2022?河北?石家莊市第十七中學高二）如圖是遠距離輸電的電路示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變

壓器，升壓變壓器原副線圈匝數比為人，降壓變壓器原副線圈匝數比為3,發(fā)電廠輸出電壓為G，輸出電功率為P,

升壓變壓器和降壓變壓器之間輸電線總電阻為R,下列說法正確的是（）

A.若用戶獲得的電壓也為■，則勺&2=1B.用戶端并聯(lián)使用的用電器增多時，輸電線上損失的功率增大

kPRn2

C.輸日線上損失的電壓△〃=彳廠D.降壓變壓器輸出的電功率2'=成

38.（2022?全國?高二課時練習）隨著節(jié)能減排的推進，水力發(fā)電站將代替部分火力發(fā)電站而成為發(fā)電主力。圖甲為

某水電站的電能輸送示意圖，升壓變壓器原、副線圈重數比為1：10,升壓變壓器原線圈輸入電壓隨時間的變化規(guī)

律如圖乙所示，降壓變壓器的副線圈電壓為220V,升壓、降壓變壓器均為理想變壓器，兩者之間的輸電線路的電

阻不能忽略，則下列分析中正確的是（）

A.交變電流的頻率為50Hz

B.升壓變壓器原線圈的輸入電壓〃=25O0sinlOOm（V）

C.升壓變壓器副線圈的輸出電壓為2500&V

D.降壓變壓器原、副線圈匝數比可能為18：1

39.（2022?全國?高二課時練習）在勻強磁場中有一不計電阻的單匝矩形線框，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生如

圖甲所示的正弦式交變電流，把該交變電流輸入到圖乙中理想變壓器的4、4兩端。圖乙中的電壓表和電流表均為

理想交流電表，Rz?為熱敏電阻（溫度升高時電阻減小），R為定值電阻。下列說法正確的是（）

A.變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為c=36&cos100加（V）

B.在/=O.Ols時刻，線框平面處于中性面位置

C.%處溫度升高后，電壓表V1示數與V?示數的比值不變

D.&處溫度升高后，電壓表V2示數與電流表A2示數的乘積可能不變

40.（2022?西藏?林芝市第二高級中學高二期末）隨著經濟發(fā)展，用電需求大幅增加，當電力供應緊張時，有關部門

就會對部分用戶進行拉閘限電。如圖是遠距離輸電的原理圖，假設發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，輸電線的電阻為R，

兩個變壓器均為理想變壓器。在某次拉閘限電后（假設所有用電器可視為純電阻）電網中數據發(fā)生變化，下列說法

正確的是（）

A.降壓變壓器的輸出電壓q減小了B.升壓變壓器的輸出電流增加了

C,輸月線上損失的功率減小了D.發(fā)電廠輸出的總功率減小了

41.（2022?黑龍江?建三江分局第一中學高二期中）高壓'特高壓輸電是減小電能損失的有效方法，我國在這方面已經

走到了世界前列。如圖所示為遠距離輸電的示意圖，圖中變壓器均為理想變壓器，輸電線總電阻/-son。用戶可

等效為圖中的滑動變阻器。已知〃=2（XK歷sin（100m）V,^：?4=50:1,用戶額定電壓為220V,正常情況下用戶消

耗的總功率為U0KW。下列說法正碓的是（）

A.變壓器工的輸入功率為125KW

B.滑動變阻器的阻值/<=0.44C

C.升壓變壓器匝數比仆：〃2=1:225

D.當滑動變阻器觸頭向上滑動時，，輸電線損失的功率變小

42.（2022?海南?瓊海市嘉積第二中學高二期末）一臺發(fā)電機輸出功定為1000kW,輸出電壓為IO（X）V,經變壓器Ti

升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻樣=19。到目的地經變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡（220V、

100W）,若在輸電線路上損耗的功率為發(fā)電機輸出功率的1（）%,變壓器Ti和T2的損耗可忽略，則（）

A.1原、副線圈電流分別為1000A和10A

B.簫的原、副線圈匝數比為1:10（）

C.T?原、副線圈電壓分別為1000V和220V

D.有9000盞燈泡正常發(fā)光

43.（2022?河南安陽?高二期末）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別

為G用/降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為以和4輸電線總電阻為A=5C。在輸電線路的起始端接入兩

個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數比分別為10：1和1：10,各互感器和電表均是理想的，則下列說法正確

的是（）

A.圖中甲為電壓互感器，甲中。應該為電壓表

B.若圖中電壓表的示數為220V,電流表的示數為10A,則線路輸送電功率為2200kW

C.若圖中電流表的示數為10A,則輸電損失電功率為1（XX）W

D.若發(fā)電機輸出電壓G一定，用戶數增加，則用戶電壓力一定降低

三、解答題

44.（2022?廣東江門,高二期中）一座小型水電站通過理想升壓變壓器和理想降壓變壓器向較遠處的用戶輸送電能，

如圖所示。已知發(fā)電機的輸出電壓U尸240V,輸出功率尸=10kW：用戶處的電壓〃=220V,消耗的功率P/zF9.75kW,

兩變壓器間線路的總電阻R=10C,其余線路電阻不計，求：

（1）升壓變壓器的原、副線圈匝數比口；

（2）降壓變壓器的原、副線圈匝數比依。

45.（2022?四川成都?高二期中）水力發(fā)電的基本原理就是將水流的機械能（主要指重力勢能）轉化為電能。某小型

水力發(fā)電站水流量為。=5m%（流量是指流體在單位時間內流過某一橫截面的體積），落差為/『10cm,發(fā)電機（內

阻不計）的輸出電壓為U/=250V,輸電線總電阻為尸4C,為了減小損耗采用了高壓輸甩。在發(fā)電機處安裝升壓變

壓器,而在用戶處安裝降壓變壓器,其中〃3：〃4=190:11,用戶獲得電壓M=220V,用戶獲得的功率尸4安.9X1Q5W,

若不計變壓器損失的能量，已知水的密度0=LOxlO'kg/m'、重力加速度g=10m/s21?求:

（1）高壓輸電線中的電流強度/2；

（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數比〃/：〃2；

（3）該電站將水能轉化為電能的效率〃有多大？

46.（2022?安徽?定遠縣民族中學高二階段練習）如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器工

和降壓變壓器《向用戶供電?？谥旊娋€總電阻A-1OC,升壓變壓器的（原、副線圈叱數之比為1：6,降壓變壓

器的?原、副線圈匝數之比為5：1,副線圈與純電阻組成閉合電路，用戶用電器電阻人=若（、/均為理想

變壓器，刀的副線圈兩端電壓表達式為“=220夜sinlO。加V,求：

（1）用戶端的用電電流4和輸電電流，2；

（2）輸電線上損耗的電壓AU和損耗的功率AP：

（3）發(fā)電機的輸出電壓G和輸出功鑫

47.（2022?重慶市朝陽中學高二期中）有一臺內阻為1C的發(fā)電機，供給一學校照明用電，如圖所示。升壓變壓器

原、副線圈匝數比為1：5,降壓變壓器原、副線圈匝數比為3：1,輸電線的總電阻為5C。全校共有66個班，每

班有“220V,40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，求：

（1）升壓變壓器副線圈兩端的電壓小;

（2）發(fā)電機的輸出功率。

48.（2022.江蘇常州.高二期中）如圖所示，為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器I和降壓變

壓器與向用戶供電。已知輸電線總電阻R=1OC，升壓變壓器工的原、副線圈匝數之比為1:5,降壓變壓器心的原、

副線圈歪數之比為4：1,副線圖與純電阻組成閉合電路，用電器電阻&=11。。若1、心均為理想變壓器，心的副

線圈兩瑞電壓表達式為〃=220應sinlOO.V。求：

（1）整個輸電網絡的輸電效率（即用戶實際消耗的功率占電源輸出功率的百分比）：

（2）若因用戶增加導致用戶消耗功率達到8.3kW,且要求用戶電壓不變，則可調整發(fā)電機輸出功率和降壓變壓器力

的匝數比以滿足要求，求調整后變壓器4原、副線圈的匝數比。

參考答案:

1.B

【詳解】A.減小輸電導線的橫截面積能增大電阻，根據輸電過程中損失的電功率4=/27?,不利于減小輸電過程

中的電能損失，故A錯誤；

B.高壓輸電是通過減小輸電電流，根據輸電過程中損失的電功率％=廣氏，有利于減小電路的發(fā)熱損耗，故B正

確；

C.輸送的電功率越大，輸電線上的電流越大，輸電過程中的電能損失越大，故C錯誤；

D.高壓輸電綜合考慮材料成本、技術、經濟性等各個方面的因素，所以不是輸電電壓越高越好，故D錯誤。

故選B。

2.B

【詳解】由于輸電線損耗的熱功率

A.若增大輸電電流/,會增大輸電線損耗的熱功率，A錯誤；

B.由于輸送功率不變，根據

可知增大輸電電壓U，會減小輸電電流/，從而減小輸電線損耗的熱功率，B正確；

C.輸送功率與時間無關，c錯誤；

D.根據

可知，減小輸電導線的橫截面積，導致輸電線電阻變大，從而增大輸電線損耗的熱功率，D錯誤。

故選Bo

3.D

【詳解】AB.根據電功率

P=IU①

輸電線上損耗的功率

由①@式解得

輸電線上損耗的功率與輸送電壓的平方成反比，故AB錯誤：

CD.根據輸電線上損耗的功率

AP=/2R

可知輸電線上損耗的功率與輸電線中電流的平方成正比，故D正確.C錯誤。

故選D,

4.D

【詳解】AB.發(fā)電廠的輸出電壓是（；，末端間的電壓為S，輸電線路上的電壓降為

則輸電線路上損失的電功率為

故AB錯誤；

C.由上述分析知，?是輸電線損耗的功率，故C錯誤；

D.由于輸電線與用戶間連有一理想變壓器，設用戶端的電壓是S，由理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則有

Uih=U2h

得

故D正確。

故選D,

5.C

【詳解】A.輸電電流等于輸電功率與輸電電壓之比，S是輸電電壓，不是輸電線損失的電壓，故A錯誤：

B.理想變壓器輸入功率等于輸出功率，但是實際變壓器工作過程有一定的能量損失，因此，U"/穴等于S/2,故B

錯誤；

C.兩變壓器間輸電導線的熱損耗為

故C正確；

D.電動機的輸入功率等于電動機的熱功率和電動機的機械功率之和，電動機的輸入功率

故D錯誤。

故選C。

6.C

【詳解】A.依題意，根據理想變壓器輸入功率等于輸出功率，可知若用戶消耗電功率為P,由于輸電線路上有功

率損耗，所以通過升壓變壓器輸入端的功率一定大于P,則理想降壓變壓器輸入端的電流

故A錯誤；

B.根據理想變壓器電壓與匝數比關系，可得通過降壓變壓器輸入端的電壓為

升壓變壓器輸出端電壓為

可得輸電線上損失的電壓為

故B錯誤：

C.用戶消耗電功率為P,可得降壓變壓器輸出端的電流為

根據電流與匝數比關系可得，輸電線路上的電流為

則輸電線發(fā)熱而損失的功率為

故c正確；

D.電路的輸電效率為

根據

聯(lián)立可得

故D錯誤。

故選C。

7.B

【詳解】A.根據兩個互感器原、副線圈的匝數比可知電壓互感器起到降壓的作用，電流互感器起到降流（升壓）

的作用，A錯誤；

B.設輸電電流為上，根據理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得

解得

（J2=2200V

/2=IOOA

所以線路輸送的電功率為

P=U2I2=2200x100W=220kW

B正確：

C.由理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得

設輸電線路總電阻為，?，根據閉合電路歐姆定律有

U3=U2-hr

設用戶端總電阻為R，根據歐姆定律有

聯(lián)立以上五式解得

若保持發(fā)電機輸出電壓S和用戶數一定，僅將滑片。下移，則S增大，R不變，所以/2增大，而輸電線損耗功率

為

所以輸電線損耗功率增大，C錯誤；

D.若保持發(fā)電機輸出電壓S和Q的位置一定，使用戶數增加，即叨不變，R減小，則〃增大，S減小，為了維

持用戶電壓”一定，需要增大幺，可將滑片P上移，D錯誤。

%

故選Bo

8.D

【詳解】A.電表甲所在互感器原線圈比副線圈匝數多，且原線圈并聯(lián)在輸電線路兩端，所以該互感器是將輸電的

高電壓降低至電表中可測量的范圍內，是電壓互感器，即電表甲為電壓表；電表乙所在互感器原線圈比副線圈匝數

少，且原線圈串聯(lián)在輸電線路中，所以該互感器是將輸電的高電流降低至電表乙可測量的范圍內，是電流互感器，

即電表乙為電流表，故A錯誤；

B.電壓互感器和電流互感器的讀數并不等于升壓變壓器副線圈兩端電壓和輸電電流，需要根據互感器原、副線圈

匝數比才能計算出輸送功率，所以輸送功率不等于1100W,故B錯誤；

CD.而升壓變壓器有

設負載總電阻為R,輸電線路電阻為r,對降壓變壓器，可知

其中

聯(lián)立以上五式可得

若保持發(fā)電機輸出電壓一定，僅增加負載，即R減小，則《將減?。蝗舯３职l(fā)電機輸出電壓必和負載不變，

僅將滑片。下移，則〃2增大，則〃將增大，根據可知輸電線損耗功率增加，故C錯誤，D正確。

故選D,

9.C

【詳解】A.根據理想變壓器變壓規(guī)律可知

雖然用戶消耗功率減少，但因為U/始終不變，所以S始終不變，故A錯誤；

B.若用戶消耗功率增加，則發(fā)電系統(tǒng)輸出功率一定增大，「原線圈電流〃增大，根據理想變壓器變流規(guī)律可知副

線圈電流/2也增大，即輸電電流增大，又因為

并且S不變，所以S減小，則必減小，故B錯誤；

CD.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為6=lxlO'W,則Ti原線圈電流為

「副線圈電流，即輸電電流為

輸電線損失的功率為

T?原線圈電壓為

所以降壓變壓器工原、副線圈的匝數比為

故C正確，D錯誤。

故選C。

10.D

【詳解】A.變壓器（原、副線圈電浣分別為

故A錯誤;

B.根據變壓淵心原、副線圈電壓，電流關系，有

/=220V,，4=',名=《(1—10%)

a

所以

故B錯誤；

C.變壓器工和A的變壓比分別為

._q_9000區(qū)」」

.一以-11'

故c錯誤；

D.設有〃盆燈泡正常發(fā)光

所以

故D正確。

故選D,

11.D

【詳解】A.通過升壓變壓器原線圈的電流為

P

//=-=71.4A

q

輸電電路上損失的功率至多為：

尸后尸x5%=/22r

得輸電線上的電流為：

/戶17.7A

升壓變壓器原線圈與副線圈的匝數比為：

〃/:n2=lnh=17.7：71.4=1：4

則A錯誤；

B.升壓變壓器的輸出電壓為

叫

(/2=^-L=1400V

n\

流過降壓變壓器原線圈的電流為：

f3=317.7A

降壓變壓器原線圈兩端的電壓為：

S=U2-/2r=l329V

已知降壓變壓器的輸出電壓，即用戶電壓必=220V,所以降壓變壓器原線圈與負線圈的匝數比為:

〃3：〃4=S：04=1329:220=6:1

則B錯誤；

C.輸電導線上的電壓損失約為

△U=/2L70.8V

則C錯誤；

D.設可安裝的白熾燈為〃盞，則燈消耗的功率也即降壓變壓器的輸出功率為：

P4=nPtr

又對理想變壓器有:

P4=P線

〃二593.75

所以取593,則D正確.

12.C

【詳解】理想變壓器的變壓比

因為S、〃八〃2均不變，則U2不變，當用戶的用電器增多時，力增大，根據變壓器輸出功率決定輸入功率，有P3

增大，升壓變壓器的輸入功率尸/和輸出功率P2也都增大，根據

則/2增大，則

增大，所以由

得出S減小，所以“也減??；經以上分析知當用戶的用電器增多時尸4增大，，2增大，所以由

得輸電線上損失的功率也增大，故C正確。

故選C。

13.C

【詳解】A.由功率

得發(fā)電機輸出的電流

故A錯誤；

B.由輸電線上損失的功率

得

故B錯誤；

C.由升壓變壓器的電流關系有

升壓變壓器電壓關系

解得

輸電線上損失的電壓

由電壓關系

解得

故C正確；

D.由降壓變壓器的電流關系

解得

故D錯誤。

故選C。

14.D

【詳解】由電壓與匝數關系

2=2幺=%

U,小億%

解得升壓變壓器副線圈電壓為

降壓變壓器原線圈電壓為

則遠距離輸電線路上的電流為

理想變壓器不改變功率，故升壓變壓器的輸入功率為

故選D,

15.A

【詳解】D.發(fā)電機輸出的電流為

D錯誤,

A.線路損耗的功率為

兩理想變壓器不改變功率，故用戶得到的電功率為95kW,A正確;

B.升壓變壓器的副線圈輸出電壓為

升壓變壓器的匝數比為

B錯誤:

C.輸耳線損耗電壓

降壓變壓器的原線圈電壓

故降壓變壓器的匝數比為

C錯誤。

故選A>

八c/19°416

16.⑴好95%；⑵小于⑶4=—；240kW

%1

【詳解】（1）輸電效率

（2）輸電線電流小由

得

對用戶，由

得

由理想變壓器的電流與匝數的關系可得

（3）由輸電線路的關系

力滔…

可得

(/2=4000V

當用戶消耗功率到戶=211.2kW后

P'=U￡,}?=a

%

—;生，

aq

解得

由

可得

由于12'=/3'，發(fā)電機的輸出功率為

17.(1)160W：(2)640W

【詳解】(1)設降壓變壓器原、副線圈的電流分別為A、k電動機恰能正常工作，有

解得

/4=40A,A=4A

所以輸電線路上損耗的電功率

(2)設降壓變壓器原線圈的輸入電壓為％,則有

解得

設升壓變壓器副線圈的輸出電壓為U?,則有

設升壓變壓器原線圈的輸入電壓為a,則有

解得

設原線圖電流為九，則有

解得

交流發(fā)電機電動勢最大值為

交流發(fā)電機電動勢有效值為

交流發(fā)電機線圈內阻上消耗的熱功率為

172

18.(I)1.8XI04W；(2)12A,1440V；(3)—

【詳解】取時間的河水為研究對象，其質量

〃?=夕。?△/①

河水減少的重力勢能

△Ep=/7陪力②

發(fā)電機的輸出功率