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3.4 电能的输送
一、选择题
1.（单选）远距离输电都采用高压输电,其优点是( )
A.可增大输电电流
B.可加快输电速度
C.可增大输电功率
D.可减少输电线上的能量损失
【答案】 D
【解析】 由P=UI知,P一定,提高输电电压U,则输电电流I减小;根据P =I2R可知,输电线上功率损
损
失减小,选项D正确,A、B、C错误。
2．(单选)在远距离输电过程中,若输送的电功率一定,输电线的电阻不变,则输电线上的功率损失(
)
A.与输电线上的电压损失的平方成正比
B.与输送电压的平方成正比
C.与输送电压成反比
D.与输电电流成正比
【答案】 A
【解析】 输送的电功率一定,由P=UI知I= ,可得P = =I2R= R,知输电线上损失的电功率与输
损
电线上的电压损失的平方成正比,与输送电压的平方成反比,与输电电流的平方成正比,选项B、C、D
错误,A正确。
3．（单选）发电厂的输出电压为U,发电厂与用户间输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,
1
用户得到的电压为U,则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是( )
2
A.(U-U )I B.I2R C. D.
1 2
【答案】 C
【解析】 发电厂的输出电压为U,用户得到的电压为U,则输电线上的电压损失ΔU=U-U ;由于输
1 2 1 2
电线中的电流为I,则输电线上损失的功率P =ΔUI=I(U -U )或P = = 或P =I2R,选项
损 1 2 损 损
A、B、D正确,C错误。
4.（多选）如图所示为远距离输电的原理图。发电厂输出的电压恒定,升压、降压变压器均为理想
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂变压器。由于用户负载的变化会造成其得到的电压发生变化,供电部门要实时监控,监控电表为理想
电表。若某次监测发现V 表的示数减小,则下列判断正确的是( )
2
【答案】 A
【解析】 根据题意知,发电厂的输出电压恒定,设为U,升压变压器的变压比不变,所以升压变压器的
输出电压U 不变,电压表V 的示数不变,选项C错误;某次监测发现V 表的示数减小,即降压变压器的
1 1 2
输出电压 U 减小,由于降压变压器的变压比不变,可知降压变压器的输入电压 U 减小,又有
2 20
U=U +I R,可知电流表A 的示数增大,选项A正确;电流表A 的示数增大,根据 = 可知,电流表A
1 20 A1 1 1 2
的示数增大,选项B错误;输电线上损失的功率为P = R,可知输电线上损失的功率增大,选项D错
损
误。
方法技巧 解答远距离输电的动态问题时,一定要先确定属于电源输出电压不变的类型还是输送功
率不变的类型。对于电源输出电压不变的类型,解决的思路是:从升压变压器处判断输电线上电流的
变化,进而判断输电线上电压的变化,从而得到降压变压器上的输入电压变化。
5.(单选)某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 kW。
现用500 kV的电压输电,则下列说法正确的是( )
A.输电线上输送的电流大小为2×105 A
B.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV
C.若改用5 kV的电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.输电线上损失的功率为ΔP= ,U为输电电压,r为输电线的电阻
【答案】 B
【解析】 用500 kV的电压输电时,由P=IU得输电线上输送的电流I= = A=6×103 A,
1
选项A错误。由ΔU=Ir得输电线路上的电压损失为ΔU=I r=6×103×2.5 V=15 kV,选项B正确。若改用
1
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂5 kV 的电压输电,输电线上损失的功率为ΔP= r= r= ×2.5 W=9×108 kW,但损失的功
率不可能大于输出电功率,选项C错误。利用ΔP= 计算输电线上损失的功率时,U为输电线上的电
压降,而不是输电电压,选项D错误。
6．(单选)如图为远距离输电的原理图,已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n 、n,两端电压分
1 2
别为U 、U,电流分别为I 、I,升压变压器与降压变压器之间输电线上的总电阻为 R,降压变压器原、
1 2 1 2
副线圈的匝数分别为n、n,两端电压分别为U、U,电流分别为I、I。变压器均为理想变压器,若保
3 4 3 4 3 4
持发电厂的输出功率和输出电压不变,则下列说法正确的是( )
A.远距离输电线上的电流I=
2
B.远距离输电线上损失的功率ΔP=
C.若用户端负载增加,那么用户端电压U 变大
4
D.无论用户端的负载如何增加,始终有IU=I U
1 1 2 2
【答案】 D
【解析】 R是输电线的电阻,U 是输电线的输送电压,输电线上的电流为I= ,且ΔU=U-U ,选项A
2 2 2 3
错误;输电线上损失的功率为P= R= ,选项B错误;发电厂的输出功率P和输出电压U 不变,且 =
1
,则U 不变,输电电流I= 不变,则输电线上损耗的电压ΔU不变,所以U=U -ΔU不发生变化,因为
2 2 3 2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂= ,故U 不变,选项C错误;变压器均为理想变压器,根据能量守恒可得无论用户端的负载如何变化,
4
始终有P=P ,即IU=I U,选项D正确。
1 2 1 1 2 2
7.(多选)如图所示为某小型电站高压输电示意图,变压器均为理想变压器,发电机的输出功率为20
kW。在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为1∶10,电流表的示数为1 A,输电线
的总电阻为10 Ω,则下列说法正确的是( )
A.采用高压输电可以增大输电线中的电流
B.升压变压器的输出电压U=2 000 V
2
C.用户获得的功率为19 kW
D.将P下移,用户获得的电压将增大
【答案】 BC
【解析】 发电机的输出功率恒定,根据P=UI可知,采用高压输电可以减小输电线中的电流,选项A
错误;电流互感器副线圈上的电流为1 A,根据理想变压器的原、副线圈中的电流比与匝数比成反比,
可得I= I= ×1 A=10 A,所以升压变压器的输出电压U= = V=2 000 V,选项B正确;输电
1 2 2
线上损失的功率为P = r= r=102×10 W=1 000 W,用户获得的功率为P =P-P =(20×103-1000)
损 用户 损
W=19 000 W=19 kW,选项C正确;将P下移,降压变压器的原线圈匝数增大,故 增大,由 = 可知用
户获得的电压减小,选项D错误。
方法技巧 输送功率不变时,输送电压越高,输送电流越小,线路损耗越小。
8．(单选)如图为远距离输电的示意图,若电厂的输出电压u=220 sin 100πt(V),则下列表述不
1
正确的是
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A.UU
1 2 3 4
B.U =220 V
1
C.若U 提高为原来的10倍,输电线上损失的功率为原来的
2
D.用户得到的交变电流频率为25 Hz
【答案】 D
【解析】 电厂发出的电,经过升压变压器升压,后经过降压变压器降压后输送给用户,所以
UU ,选项A说法正确;根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系,可知U= V=220
1 2 3 4 1
V,选项B说法正确;若U 提高为原来的10倍,则输电电流为原来的 ,根据P =I2R可知,输电线上损
2 损
失的功率为原来的 ,选项C说法正确;输电过程中交变电流的频率不变,所以用户得到的交变
电流的频率仍为50 Hz,选项D说法错误。
9．(单选)对供电站向远方送电,输送的电功率恒定,若将输电电压提高到原来的4倍,以下判断中正确
的是( )
A.输电电流为原来的4倍
B.输电导线上损失的电压为原来的4倍
C.输电导线上损失的电功率为原来的
D.输电导线上损失的电功率为原来的
【答案】 D
【解析】 因为输送电功率不变,输电电压提高到原来的4倍,由I= 可知输电电流变为原来的 ,选项
A错误;根据ΔU=IR可知,输电导线上损失的电压变为原来的 ,选项B错误;根据ΔP=I2R可得,输电导
线上损失的电功率变为原来的 ,选项C错误,D正确。
10.（单选）远距离输电原理图如图所示,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,R是输电线的电
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂阻,交流电源的输出电压恒定。当S由2改接为1时,下列说法正确的是( )
A.电压表读数增大
B.电流表读数减小
C.灯泡的实际功率减小
D.输电线上损失的功率减小
【答案】D
【解析】:厂发出的电,经过升压变压器升压,后经过降压变压器降压后输送给用户,所以UU ,
1 2 3 4
选项A说法正确;根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系,可知U= V=220 V,选项B说
1
法正确;若U 提高为原来的10倍,则输电电流为原来的 ,根据P =I2R可知,输电线上损失的功率为
2 损
原来的 ,选项C说法正确;输电过程中交变电流的频率不变,所以用户得到的交变电流的频率仍为
50 Hz,选项D说法错误。
11.如图为远距离输电的电路原理图,则下列判断正确的是( )
A.U>U B.U =U C.I I
1 2 2 3 4 2 1 2
【答案】D
【解析】远距离输电一般采用高压输电,先利用升压变压器提高电压,此时n>n,根据理想变压器的变
2 1
压比公式 = 可知,U I ,选项A错误,选项D正确;由于输电线上
1 2 1 2
有电压损失ΔU,所以U=ΔU+U ,选项B错误;到达用户时采用降压变压器降低电压,此时nI ,选项C错误。
4 2
易混易错 高压输电过程涉及的几个电压
(1)输送电压:输电线始端电压,如图中的U。
2
(2)用户电压:最终用户得到的电压,如图中的U。
4
(3)损失电压:输电线始端电压与末端电压的差值,ΔU=U -U =I R。
2 3 2
二、非选择题
12．某小型水电站输出功率为20 kW，输电线路总电阻是6 Ω.
(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率．
(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n∶n＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．
1 2
【答案】 (1)16.6 kW (2)226.2 V
【解析】 (1)P电＝UI，P损＝I2·R，
1 1 1
损耗的功率为P损＝R＝×6 W＝16.6 kW.
(2)P电＝UI，损失的电压ΔU＝I2R＝24 V，
2 2
U3＝U2－ΔU＝4 976 V，U3∶U4＝n1∶n2，
用户得到的电压U4＝226.2 V.
13. 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，若输电线路因发热而损失的功率为输送功率的4%，输电线路的示意图如图所示，试求:
（1）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?
【答案】：
【解析】输电线路的示意图如图所示，
输电线损耗功率P线=100×4% kW=4 kW，又P线=I 2R线 输电线电流I2=I3=20 A
2
原线圈中输入电流I= A=400 A 所以
1
这样U2=U1 =250×20 V=5000 V
U3=U2-U线=5000-20×10 V=4800 V
所以
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（2）用户得到的电功率P 出 =100×96% kW=96 kW
14.有一台交流发电机通过升压和降压变压器(均为理想变压器)给用户供电,已知发电机的输出功率是
10 kW,端电压为400 V,升压变压器原、副线圈的匝数比为n∶n=1∶5,两变压器之间输电导线的总电阻
1 2
R=4 Ω,降压变压器的输出电压U=220 V。求:
4
(1)升压变压器的输出电压;
(2)输电线上的功率损失;
(3)降压变压器的原、副线圈的匝数比n∶n。
3 4
【答案】 (1)2 000 V (2)100 W (3)9∶1
【解析】 (1)由升压变压器原、副线圈两端的电压比等于匝数比,有 =
所以输出电压U= U= ×400 V=2 000 V
2 1
(2)理想变压器的输入功率等于输出功率,有P=P =10 kW
2 1
输电线中的电流I= = A=5 A
2
则输电线上的功率损失P = R=100 W
损
(3)降压变压器的输入电压U= = = V=1 980 V，所以 = =
3
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