2024-2025學(xué)年教科版高二物理下學(xué)期同步訓(xùn)練之電能的輸送

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版高二同步經(jīng)典題精練之電

能的輸送

一.選擇題（共5小題）

1.（2024?金華模擬）如圖所示為“高溫”超導(dǎo)電纜，它能在-173℃左右電阻降為零，其輸電損耗主要來

自于循環(huán)冷卻系統(tǒng)，如果用其替代普通電纜輸電，可大大降低電能損失。某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功

率為200kW,發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V,普通電纜總電阻為10C。假定該水電站改用超導(dǎo)電纜輸電，

保持輸送電壓不變，輸電損失的功率為160W,若該損耗是普通電纜損耗的25%,則（）

A.水電站的輸送電壓為250V

B.超導(dǎo)電纜中的輸送電流為800A

C.普通電纜輸電電線上損失的電壓為8V

D.采用了高壓輸電，且升壓變壓器匝數(shù)比為1：100

2.（2024秋?河南期末）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，現(xiàn)將輸送電壓U2由22kV升級(jí)為220kV,在保持

發(fā)電站輸出電壓Ui,發(fā)電站輸送的總電功率、輸電線電阻R線、用戶得到的電壓U4均不變的情況下,

貝IJ（）

升壓變壓器降壓變壓器

A.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比也變?yōu)樵瓉淼墓?/p>

n2100

1

B.輸電線上損失的電壓AU變?yōu)樵瓉淼囊?/p>

100

1

C.輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼?77

100

D.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比也變?yōu)樵瓉淼?0倍

3.（2024秋?浙江月考）如圖所示是潮汐發(fā)電示意圖，其利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差所具有的勢(shì)能發(fā)電,

一晝夜中兩次漲、落潮。漲潮時(shí)堵住通道，漲至最高水位時(shí)打開通道，進(jìn)水發(fā)電。水庫水位漲至最高時(shí)，

堵住通道，落潮至最低水位時(shí)，打開通道放水發(fā)電。已知水壩的高為H=15m,漲潮時(shí)水庫最高水位hi

=10m,退潮水庫最低水位h2=6m,發(fā)電機(jī)日平均發(fā)電量為4.8義lO,kwh,水輪發(fā)電機(jī)總效率為10%,

海水的密度為L(zhǎng)OXlO^kg/nf,g取lOm/sn,則下列說法正確的是（）

A.漲潮時(shí)水庫水重心上升4m

B.發(fā)電機(jī)的功率為4Xl（）3kW

C.該發(fā)電站所圈占的海灣面積約為2.7X100?

D.若采用U=200kV的直流電向某地區(qū)輸電，輸電線路電阻為1000Q,則線路上損耗功率為輸電總功

率的5%

4.（2024?黃陂區(qū)校級(jí)二模）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電模擬原理圖，變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓

器的原、副線圈匝數(shù)之比為n。發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，兩變壓器間輸電線的總電阻為R,降壓變壓器所

接負(fù)載的等效電阻為R變，其余導(dǎo)線電阻不計(jì)。當(dāng)R變變化時(shí)，理想電壓表V的示數(shù)變化為AU,理想

電流表A的示數(shù)變化為AI,下列說法正確的是（）

A.R變的觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，輸電線上的損耗功率變小

B.R變的觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變大

C.R變的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，輸電效率降低

AU1

D.|---1=—

AIn2

5.（2023秋?汕頭期末）新能源電動(dòng)汽車常用交流充電樁進(jìn)行充電，如圖所示為交流充電樁的供電電路。

配電設(shè)施的輸出電壓為250V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比m：n2=l：9,降壓變壓器原、副線圈

的匝數(shù)比n3：n4=10：1,充電樁的輸出電壓u=220應(yīng)s譏lOOntW）,功率為7040W,變壓器均視為理

想變壓器，下列說法正確的是（)

A.交變電流的周期是0.2s

B.充電樁電流的有效值為3.2A

C.輸電線的總電阻為20Q

D.配電設(shè)施的輸出功率為7200W

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2024?日照二模）我國(guó)能源分布很不均勻，遠(yuǎn)距離大容量輸電有著特別重要的意義。遠(yuǎn)距離

高壓交流輸電的示意圖如圖所示，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，降壓變壓器原、副線圈的

匝數(shù)比為n,輸電線的總電阻為r。U、I分別表示電壓表V、電流表A的示數(shù)，輸入電壓Uo保持不變。

下列說法正確的是（）

A.若僅閉合開關(guān)S,則U減小

B.若僅閉合開關(guān)S,則U增大

C.僅增大R2,則U減小

D.僅增大R2,若V的示數(shù)變化為AU,A的示數(shù)變化為AI,貝1卜=|有儲(chǔ)

（多選）7.（2024?煙臺(tái)二模）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的電路模擬研究遠(yuǎn)距離輸電。圖中交流電源電壓

為U=6V,定值電阻為R=20Q,小燈泡L的規(guī)格為“6V3.6W"，接通電路調(diào)節(jié)兩個(gè)變壓器，使小燈泡

始終以額定功率工作，此時(shí)理想變壓器T1原、副線圈的匝數(shù)比為9=七，理想變壓器T2原、副線圈

A.ki和k2的乘積小于1

B.ki越大電路的輸電效率越高

C.若k2=6,則R上消耗的功率為0.2W

D.若上=6,則變壓器Ti的輸出電壓為38V

（多選）8.（2023秋?張家口期末）如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，圖中的變壓器均為理想變壓器，

輸電線的總電阻為r=100Q,降壓變壓器所接用戶可等效為圖中的滑動(dòng)變阻器，用戶增加時(shí)相當(dāng)于滑動(dòng)

觸頭向下滑動(dòng)。已知用戶端的額定電壓Uo=22OV,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n4=50：1,

升壓變壓器原線圈所接電壓如圖乙所示，用戶端在正常情況下消耗的總功率Po=llkW,下列說法正確

的是（）

甲乙

A.發(fā)電廠的輸出功率為llkW

B.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為ni：n2=2：111

C.用戶增加時(shí)，用戶得到的電壓減小

D.用戶增加時(shí)，輸電線上的損失功率減小

（多選）9.（2023秋?青島校級(jí)期末）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為10kW,輸出電壓為

400V,向距離較遠(yuǎn)的用戶供電，為了減少電能損失，使用2kV高壓輸電，最后用戶得到220V、9.5kW

的電力，下列說法正確的是（）

一

發(fā)

電用

機(jī)戶

A.升壓變壓器原、副線圈的電流之比11：12=1：5

B.輸電線的總電阻R=20Q

C.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比113：114=95：11

D.輸電線的總電阻R上的電壓是180V

三.填空題（共3小題）

10.（2024?浦東新區(qū)校級(jí)模擬）為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，某地興建的小型水電站如圖所示。該水電站交流發(fā)

電機(jī)的輸出功率為P=1000kW,發(fā)電機(jī)的輸出電壓Ui=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總

電阻為R線=16。，在用戶處的降壓變壓器輸出電壓U4=220V。在輸電過程中，要求輸電線上損耗的功

率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%,假設(shè)升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，則降壓變壓器的匝數(shù)

H.（2022秋?長(zhǎng)沙期末）（1）遠(yuǎn)距離輸電都采用高壓輸電的方式，其主要優(yōu)點(diǎn)是

A.可增大輸電電流

B.可加快輸電速度

C.可減少輸電線上的能量損失

D.可防止不法分子竊電

（2）用圖示裝置進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，下列操作不能形成感應(yīng)電流的是0

A.開關(guān)閉合和斷開的瞬間

B.開關(guān)閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭

C.開關(guān)閉合后線圈A在B中插入或拔出

D.只有開關(guān)保持閉合

12.（2023春?平潭縣校級(jí)期中）如圖所示為某一輸電示意圖，電廠的發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW,輸出電

壓Ui=500V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為ni：n2=l：20,降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為

n3：n4=480：11,輸電線電阻為40。,變壓器均為理想變壓器,則輸電線上損失的功率為W；

用戶得到的電壓為Vo

四.解答題（共3小題）

13.（2023秋?營(yíng)口期末）一座小型水電站，水以3.0m/s的速度流入水輪機(jī)，而以L0m/s的速度流出.流

出水位比流入水位低1.6m,水的流量Q=1.0m3/s.如果水流能量的75%供給發(fā)電機(jī)，20%用于水溫升

高.求：

（1）若發(fā)電機(jī)效率為80%,則發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？

（2）發(fā)電機(jī)的輸出電壓為240V,輸電線路電阻為50/3。，允許損失的電功率為5%,用戶的需電壓為

220V,則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比各是多少？畫出遠(yuǎn)距離輸電過程示意圖.（變

壓器為理想變壓器，g取10m/s2）

14.（2023秋?萊西市期末）某光伏電站的功率是200kW,電壓為12V直流，送往外地時(shí)，先通過逆變器

轉(zhuǎn)化為200V的交流電（能量轉(zhuǎn)化效率為80%）,然后經(jīng)變壓器I升壓，通過總電阻為r=50Q的輸電線

路送往用戶，再經(jīng)變壓器II降為220V電壓供用戶使用，如圖所示。已知輸電線上損失的功率為3200W,

求：

（1）變壓器n的原、副線圈匝數(shù)之比;

（2）變壓器n副線圈中的電流大小。

15.（2024春?江寧區(qū)期末）如圖所示，用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處用戶供電，已知發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)N=500

匝，面積S=2.32X10-2m2,線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3=lOOnrad/s,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=蓋7,

輸電時(shí)先用升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)高壓輸電，到達(dá)用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降下來后供用戶使

用，兩根輸電導(dǎo)線的總電阻為R=5C,變壓器可視為理想變壓器，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為

113：n4=10：1,若用戶區(qū)標(biāo)有“220V,8.8kW”的電動(dòng)機(jī)恰能正常工作。發(fā)電機(jī)線圈電阻不可忽略，

其它導(dǎo)線的電阻值均可忽略。

(1)求交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em;

(2)求輸電線路上損耗的電功率AP；

(3)若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為ni：n2=l：20,求交流發(fā)電機(jī)線圈上的熱功率Pr。

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版（2019）高二同步經(jīng)典題精練之電

能的輸送

參考答案與試題解析

題號(hào)12345

答案DCDDD

選擇題（共5小題）

1.（2024?金華模擬）如圖所示為“高溫”超導(dǎo)電纜，它能在-173℃左右電阻降為零，其輸電損耗主要來

自于循環(huán)冷卻系統(tǒng)，如果用其替代普通電纜輸電，可大大降低電能損失。某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功

率為200kW,發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V,普通電纜總電阻為10Q。假定該水電站改用超導(dǎo)電纜輸電，

保持輸送電壓不變，輸電損失的功率為160W,若該損耗是普通電纜損耗的25%,則（）

A.水電站的輸送電壓為250V

B.超導(dǎo)電纜中的輸送電流為800A

C.普通電纜輸電電線上損失的電壓為8V

D.采用了高壓輸電，且升壓變壓器匝數(shù)比為1：100

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】C.根據(jù)電功率的損失情況計(jì)算普通電纜中的電流和損失電壓；

D.根據(jù)變壓器的工作原理和兩個(gè)線圈的電流關(guān)系列式求解變壓比；

A.根據(jù)變壓比計(jì)算輸送電壓；

B.根據(jù)輸電功率和輸送電壓計(jì)算超導(dǎo)電流。

【解答】解：C.遠(yuǎn)距離輸電，依題意，普通電纜輸電電線上損失的功率為

P

Pi=，解得=640W

由B=/fR,解得普通電纜輸電電線上的電流

h=除,解得1、=8A

普通電纜輸電電線上損失的電壓為

Ui=IiR*解得Ui=80V

故C錯(cuò)誤；

D.發(fā)電機(jī)的輸出電流為

4P=200x103Q

U出-250月一HUUA

采用了高壓輸電，且升壓變壓器匝數(shù)比為

叫A81

n2I出800100

故D正確；

A.對(duì)升壓變壓器二=三，解得

n2U送

U送=25000V

故A錯(cuò)誤；

B.該水電站改用超導(dǎo)電纜輸電，保持輸送電壓不變，超導(dǎo)電纜中的輸送電流為

PQ

出200x1()5,

［r超導(dǎo)=心=25000A=84

送

故B錯(cuò)誤。

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】考查變壓器的相關(guān)問題，會(huì)計(jì)算電壓損失和電功率損失，會(huì)根據(jù)題意計(jì)算變壓器的變壓比等。

2.(2024秋?河南期末)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，現(xiàn)將輸送電壓U2由22kV升級(jí)為220kV,在保持

發(fā)電站輸出電壓Ui,發(fā)電站輸送的總電功率、輸電線電阻R線、用戶得到的電壓U4均不變的情況下,

貝IJ()

發(fā)

電

站

A.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比以變?yōu)樵瓉淼墓?/p>

n2100

1

B.輸電線上損失的電壓AU變?yōu)樵瓉淼囊?/p>

100

1

C.輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼亩?/p>

100

D.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比乜變?yōu)樵瓉淼?0倍

n4

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)變壓規(guī)律計(jì)算；根據(jù)P=UI計(jì)算出輸電線上電流的變化，然后根據(jù)AU=IR線分析損失的

電壓，根據(jù)P損=FR線分析損失功率的變化；分別寫出兩種情況下降壓變壓器的輸入電壓表達(dá)式，然后

根據(jù)變壓比分析。

【解答】解：A、原來升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為以=-^w=k,改變后的匝數(shù)比為（*）'=

3

n222X10^2

U1

3=k',所以=~k,即生變?yōu)樵瓉淼墓?，故A錯(cuò)誤；

10

220x10n210

B、根據(jù)1=與可知，升級(jí)后的輸送電流變?yōu)樵瓉淼姆?，根?jù)△U=IR線可知，輸電線上損失的電壓AU

1

變?yōu)樵瓉淼?7,故B錯(cuò)誤；

10

C、根據(jù)P損=PR線可知，輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼牟唬蔆正確；

100

一1R線n

D、原來的降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為巧=一0,升級(jí)后原、副線圈的匝數(shù)比為（得）'=

IOU-I'R

一2亓~雪由上面的分析可知I'=點(diǎn)，所以（署）'>10署，故D錯(cuò)誤。

U4幾4幾4

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電中的動(dòng)態(tài)分析，掌握變壓規(guī)律和輸電線中電流的計(jì)算方法是解題的基礎(chǔ)。

3.（2024秋?浙江月考）如圖所示是潮汐發(fā)電示意圖，其利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差所具有的勢(shì)能發(fā)電，

一晝夜中兩次漲、落潮。漲潮時(shí)堵住通道，漲至最高水位時(shí)打開通道，進(jìn)水發(fā)電。水庫水位漲至最高時(shí)，

堵住通道，落潮至最低水位時(shí)，打開通道放水發(fā)電。已知水壩的高為H=15m,漲潮時(shí)水庫最高水位hi

=10m,退潮水庫最低水位h2=6m,發(fā)電機(jī)日平均發(fā)電量為4.8XlO,kWh,水輪發(fā)電機(jī)總效率為10%,

海水的密度為L(zhǎng)OXlC^kg/n?,g10m/s2,則下列說法正確的是（）

A.漲潮時(shí)水庫水重心上升4m

B.發(fā)電機(jī)的功率為4Xl（）3kW

C.該發(fā)電站所圈占的海灣面積約為2.7XIOn?

D.若采用U=200kV的直流電向某地區(qū)輸電，輸電線路電阻為1OOOQ,則線路上損耗功率為輸電總功

率的5%

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算.

【專題】定量思想；推理法；功能關(guān)系能量守恒定律；恒定電流專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)漲潮和退潮時(shí)水位差，可知水位重心的變化高度；由發(fā)電機(jī)日均發(fā)電量，可計(jì)算發(fā)電機(jī)的

功率；由發(fā)電機(jī)的日均發(fā)電量及發(fā)電機(jī)總效率，可計(jì)算水的重力勢(shì)能減小量，即可計(jì)算發(fā)電機(jī)所圈占的

海灣面積；由發(fā)電機(jī)功率及直流電電壓，可計(jì)算通過輸電線路的電流，即可知輸電線上損耗的電功率,

可計(jì)算線路上損耗功率占輸電總功率的百分比。

【解答】解：A、根據(jù)漲潮和退潮時(shí)水位差，可知水位重心的變化高度為包出=1。血-6nl=2n

22

故A錯(cuò)誤；

B、由發(fā)電機(jī)日均發(fā)電量，可知發(fā)電機(jī)的功率為P=《=鯉畏*心=2xlO3/cW,故B錯(cuò)誤；

C、由發(fā)電機(jī)的日均發(fā)電量及發(fā)電機(jī)總效率，可知水的重力勢(shì)能減小量為：4%=號(hào)而水的重力勢(shì)

能減小量為：/埒=pS（hi—電）9x*（N—殳），可知發(fā)電機(jī)所圈占的海灣面積為：S=5.4X106m2,故

C錯(cuò)誤；

D、由發(fā)電機(jī)功率及直流電電壓，可知通過輸電線路的電流/=與，即可知輸電線上損耗的電功率P^=

P損

I2R,可知線路上損耗功率占輸電總功率的百分比為fX100%=5%,故D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查電能的轉(zhuǎn)化及輸送相關(guān)問題，涉及功率、重力勢(shì)能、效率、質(zhì)量密度公式等內(nèi)容，從

能量守恒出發(fā)，即可解決問題。

4.（2024?黃陂區(qū)校級(jí)二模）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電模擬原理圖，變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓

器的原、副線圈匝數(shù)之比為n。發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，兩變壓器間輸電線的總電阻為R,降壓變壓器所

接負(fù)載的等效電阻為R變，其余導(dǎo)線電阻不計(jì)。當(dāng)R變變化時(shí)，理想電壓表V的示數(shù)變化為AU,理想

電流表A的示數(shù)變化為AI,下列說法正確的是

A

發(fā)

電

機(jī)?

R變

A.R變的觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，輸電線上的損耗功率變小

B.R變的觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變大

C.R變的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，輸電效率降低

4U1

D.|---1=-

AIn2

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；方程法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)R變的觸頭移動(dòng)情況，分析其接入電路電阻的變化情況，再根據(jù)歐姆定律、變壓器原理進(jìn)

行分析；根據(jù)變壓器的電壓之比、電流之比與匝數(shù)之比的關(guān)系，得到U和I的表達(dá)式，由此分析|以|

的大小。

【解答】解：AB、R變的觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，R變接入電路的阻值減小，電流表的示數(shù)增大，由于降壓變

壓器的匝數(shù)比不變，則輸電線上的電流增大，輸電線上的損耗功率變大；又因?yàn)樯龎鹤儔浩鬏敵鲭妷?/p>

U2不變，則降壓變壓器的輸入電壓減小，依據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系知電壓表的示數(shù)減小，故AB錯(cuò)誤；

C、R變的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，R變接入電路的阻值增大，輸電線電流減小，則降壓變壓器的輸入電壓U3

增大，輸電效率為：4=患，可知輸電效率提高，故C錯(cuò)誤；

D、設(shè)升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2,輸電線路的電流為13,則降壓變壓器原線圈兩端的電壓為:

U3=U2-I3R

根據(jù)電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系中=n可得：。=卷=曳辭

根據(jù)匝數(shù)與電流之間的關(guān)系可得：

In

聯(lián)立可得：U=與-芻,/

nnz

由于升壓變壓器原線圈無負(fù)載，因此U2始終不變，則根據(jù)以上函數(shù)關(guān)系可知：|第|=JR,故D正

確。

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】變壓器的動(dòng)態(tài)問題大致有兩種情況：一是負(fù)載電阻不變，原、副線圈的電壓Ui,U2,電流L,

12,輸入和輸出功率Pl,P2隨匝數(shù)比的變化而變化的情況；二是匝數(shù)比不變，電流和功率隨負(fù)載電阻的

變化而變化的情況。不論哪種情況，處理這類問題的關(guān)鍵在于分清變量和不變量，弄清楚“誰決定誰”

的制約關(guān)系。

5.（2023秋?汕頭期末）新能源電動(dòng)汽車常用交流充電樁進(jìn)行充電，如圖所示為交流充電樁的供電電路。

配電設(shè)施的輸出電壓為250V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比m：n2=l：9,降壓變壓器原、副線圈

的匝數(shù)比n3：n4=10：1,充電樁的輸出電壓a=220&sM1007Tt（V）,功率為7040W,變壓器均視為理

想變壓器，下列說法正確的是（）

A.交變電流的周期是0.2s

B.充電樁電流的有效值為3.2A

C.輸電線的總電阻為20。

D.配電設(shè)施的輸出功率為7200W

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算；電功和電功率的計(jì)算.

【專題】應(yīng)用題；定量思想；推理法；交流電專題；分析綜合能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)充電樁的輸出電壓表達(dá)式求出交流電的周期；根據(jù)功率公式求出充電樁的電流；根據(jù)理想

變壓器的變壓比與輸電過程應(yīng)用電功率公式分析答題。

【解答】解:A、根據(jù)充電樁的輸出電壓表達(dá)式可知，3=100irrad/s,則交流電的周期T=普=蓋”

=0.02s,故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)充電樁輸出電源表達(dá)式可知，輸出電壓的最大值Um=220V2V,有效值U=置=^^V=220V,

充電樁電流的有效值1=與=鬻入=32A,故B錯(cuò)誤；

C、由理想變壓器的變壓比可知：U3=t/=—^=x220V=2200V,U2=^U

41

n4n411

250U=2250V,由理想變壓器的變流比可知，輸電電流I輸=*/=^x32A=3.2A,則輸電線的總電

n31U

R口一乙cue八、口

阻Rr*=甫02~03=-2-2-50-—2--2-0--0Q^=115_.625。，故Ca錯(cuò)t誤；

D、輸電線損失的功率P根=/軸=32x15.625W=160W,配電設(shè)施輸出的功率p輸出=p根+p=

160W+7040W=7200W,故D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】掌握知道輸電過程、掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提，應(yīng)用理想變壓器的變壓比與變流比、電功率

公式即可解題。

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2024?日照二模）我國(guó)能源分布很不均勻，遠(yuǎn)距離大容量輸電有著特別重要的意義。遠(yuǎn)距離

高壓交流輸電的示意圖如圖所示，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，降壓變壓器原、副線圈的

匝數(shù)比為n,輸電線的總電阻為r。U、I分別表示電壓表V、電流表A的示數(shù)，輸入電壓Uo保持不變。

下列說法正確的是（）

A.若僅閉合開關(guān)S,則U減小

B.若僅閉合開關(guān)S,則U增大

C.僅增大R2,則U減小

D,僅增大R2,若V的示數(shù)變化為AU,A的示數(shù)變化為AL貝b=|冬儲(chǔ)

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】?jī)H閉合開關(guān)S，電阻R1接入電路，則降壓變壓器副線圈電路的總電阻減小，據(jù)此分析輸出電

流的變化，然后根據(jù)變流比可得輸電線上的電流變化，進(jìn)而可知輸電線上損失的電壓，得到降壓變壓器

的輸出電壓的變化；僅增大R2,降壓變壓器副線圈電阻增大，根據(jù)降壓變壓器副線圈電路總電阻的變

化分析電流的變化，進(jìn)而根據(jù)電流比分析輸電線上電流的變化和輸電線上損失的電壓；根據(jù)變壓比結(jié)合

歐姆定律分析。

【解答】解：AB.若僅閉合開關(guān)S,電阻Ri接入電路，則降壓變壓器副線圈電路的總電阻減小，則電

流增大；由nili=n2l2,可知原線圈中電流增大，輸電線上損失的電壓Ur=Iir增大，則降壓變壓器原線

圈電壓減小，副線圈兩端電壓減小，所以U減小，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.僅增大R2,降壓變壓器副線圈電阻增大，則電流減小；由mh=n2l2,可知原線圈中電流減小，輸

電線的電壓降Ur=Iir減小，則降壓變壓器原線圈電壓增大，副線圈兩端電壓增大，所以U增大，故C

減?。?/p>

D.設(shè)降壓變壓器原線圈上的電壓變化為AU1,對(duì)降壓變壓器根據(jù)變壓規(guī)律有

-----=n

AU

則

AUi=nAU

設(shè)原線圈的電流變化為Ah,則對(duì)降壓變壓器

朔1

AIn

則

1

4A=-AI

1n

由歐姆定律可得

AUi=Alir

則

故D正確。

故選：ADo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律，基礎(chǔ)題。

（多選）7.（2024?煙臺(tái)二模）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的電路模擬研究遠(yuǎn)距離輸電。圖中交流電源電壓

為U=6V,定值電阻為R=20Q,小燈泡L的規(guī)格為“6V3.6W"，接通電路調(diào)節(jié)兩個(gè)變壓器，使小燈泡

始終以額定功率工作，此時(shí)理想變壓器T1原、副線圈的匝數(shù)比為矩=心，理想變壓器T2原、副線圈

出

的匝數(shù)比為也=fc2o則下列說法中正確的是（）

n4

A.ki和k2的乘積小于1

B.ki越大電路的輸電效率越高

C.若k2=6,則R上消耗的功率為0.2W

D.若上=6,則變壓器Ti的輸出電壓為38V

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】ACD

【分析】根據(jù)變壓比和升壓變壓器的輸出電壓與降壓變壓器的輸入電壓關(guān)系計(jì)算；根據(jù)變壓比可知，ki

越大Ti輸出的電壓U2越低，輸電電流越大，據(jù)此分析；根據(jù)燈泡的電流結(jié)合變流比計(jì)算出輸電線上的

電流，進(jìn)而得到輸電線損失的功率；根據(jù)變壓比和升壓變壓器的輸出電壓與損失電壓和降壓變壓器的輸

入電壓之間的關(guān)系計(jì)算即可。

【解答】解：A.由于兩個(gè)變壓器之間的輸電線電阻R上會(huì)有電壓降，理想變壓器Ti輸出電壓等于T2

對(duì)應(yīng)的輸入電壓與R上電壓降之和，設(shè)輸電線上損失的電壓為UR,則有匝數(shù)比滿足

八1￡

一=-=k,

TT-202

n3。3U2-UR

————K.n

n4U4U4

由于U1=U4=6V,則有自卜2=/.=U2、UR,V1,故A正確；

u2u4u2

B.根據(jù)變壓規(guī)律可知ki越大Ti輸出的電壓U2越低，則T2輸出電壓越低，要使燈泡以額定功率正常

工作，則需要輸電線上的電流越大，則輸電線損失的電功率越大，電路的輸電效率越低，故B錯(cuò)誤；

C.對(duì)變壓器T2,根據(jù)變流比可知輸出電流與輸入電流的比值滿足￥=心

p2A

對(duì)燈泡則有。=多=等人=0石4

若k2=6,則R上電流13為0.1A,其消耗的電功率PR=//R=0.12x20勿=0.2勿，故C正確；

D.若k2=6,則有j=/■=的

[/3=^3[/4=6x67=367

則變壓器Ti的輸出電壓為U2=U3+l3R=36V+0.1X20V=38V,故D正確。

故選：ACDo

【點(diǎn)評(píng)】掌握變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律，知道理想變壓器Ti輸出電壓等于T2對(duì)應(yīng)的輸入電壓與R

上電壓降之和是解題的關(guān)鍵。

（多選）8.（2023秋?張家口期末）如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，圖中的變壓器均為理想變壓器，

輸電線的總電阻為r=100Q,降壓變壓器所接用戶可等效為圖中的滑動(dòng)變阻器，用戶增加時(shí)相當(dāng)于滑動(dòng)

觸頭向下滑動(dòng)。已知用戶端的額定電壓Uo=22OV,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n4=50：1,

升壓變壓器原線圈所接電壓如圖乙所示，用戶端在正常情況下消耗的總功率Po=HkW,下列說法正確

的是（）

A.發(fā)電廠的輸出功率為llkW

B.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為ni：n2=2：111

C.用戶增加時(shí)，用戶得到的電壓減小

D.用戶增加時(shí)，輸電線上的損失功率減小

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算.

【專題】信息給予題；定量思想；推理法；交流電專題；理解能力.

【答案】BC

【分析】A.根據(jù)理想變壓器的電壓關(guān)系和輸電線上的功率損失分析作答；

B.根據(jù)功率公式求解用戶端的電流，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系求解輸電線上的電流，根據(jù)歐

姆定律求解輸電線上的電壓損失；根據(jù)交變電流有效值與最大值的關(guān)系求解升壓變壓器原線圈兩端電壓,

再根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系以及電壓關(guān)系求解作答；

C.用戶增加時(shí)，用戶端總電阻減小，電流14增大，據(jù)此分析輸電線上的電流變化，電壓的損失情況，然

后分析降壓變壓器原、副線圈電壓的變化；

D.根據(jù)輸電線上的電流變化，分析輸電線上功率損失的情況。

【解答】解：A.對(duì)于理想的升壓變壓器P1=P2

降壓變壓器P3=Po=llkW

根據(jù)功率關(guān)系，發(fā)電廠的輸出功率Pi=AP+Po>HkW,故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)功率公式，用戶端總電流/4=2=嶺%4=504

UQ乙乙U

根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系歿=-

n4打

代入數(shù)據(jù)解得13=1A

根據(jù)功率關(guān)系和功率公式P3=U3l3

代入數(shù)據(jù)解得U3=nooov

升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2=U3+l3r=HOOOV+lX100V=11100V

升壓變壓器原線圈兩端電壓Ui=%=嚶=200V

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為9=—=角-=—

n2U211100111

故B正確；

C.用戶增加時(shí)，用戶端總電阻減小，電流14增大，因此輸電線路中的電流13增大；

輸電線路的電壓損失AU=l3r增大

由于U2不變，則降壓變壓器原線圈兩端電壓U3=U2-AU減小，因此U4減小，即用戶端的電壓減小,

故C正確；

D.根據(jù)功率公式輸電線路上的功率損失「防=/打，用戶增加時(shí)，輸電線上的電流13變大，而可知損失

功率增大，故D錯(cuò)誤。

故選：BCo

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查理想變壓器電壓與匝數(shù)比、電流與匝數(shù)比的關(guān)系，掌握歐姆定律，功率公式的運(yùn)

用；理解輸電線上的電壓損失與功率損失，掌握理想變壓器動(dòng)態(tài)變化的分析方法。

（多選）9.（2023秋?青島校級(jí)期末）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為10kW,輸出電壓為

400V,向距離較遠(yuǎn)的用戶供電，為了減少電能損失，使用2kV高壓輸電，最后用戶得到220V、9.5kW

的電力，下列說法正確的是（）

一

發(fā)

電用

機(jī)戶

A.升壓變壓器原、副線圈的電流之比11：12=1：5

B.輸電線的總電阻R=20Q

C.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3：114=95：11

D.輸電線的總電阻R上的電壓是180V

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】BC

【分析】原、副線圈電功率相等，根據(jù)Ulh=U2l2求解升壓變壓器原、副線圈的電流比；先根據(jù)P=

UI求解傳輸電流，再根據(jù)AP=&R求解輸電線路導(dǎo)線電阻；先根據(jù)U3=U2-AU求解降壓變壓器的

輸入電壓，然后根據(jù)公式乂=%求解降壓變壓器的匝數(shù)比。

n4U4

【解答】A.根據(jù)原、副線圈電功率相等有

UlIl=U2l2

解得

II：I2=U2：5=2000：400=5：1

故A錯(cuò)誤；

BD.根據(jù)電功率公式有

3

P=U2I2=10x10W

可得輸電線的電流為

I2=5A

根據(jù)

P損=故R=10kW-9.5k勿=0.5kW=500W

輸電線的總電阻為

R=20Q

R上的電壓是

UR=DR=5X20V=100V

故B正確，D錯(cuò)誤；

C.降壓變壓器原線圈的輸入電壓為

U3=U2-l2R=(2000-5X20)V=1900V

則降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

n3U3190095

n4^U4~220—11

故C正確。

故選：BCo

【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是明確遠(yuǎn)距離輸電的原理，明確各部分電壓、電流、功率之間關(guān)系，然后根據(jù)變壓器

的變壓比公式和功率表達(dá)式列式分析，屬于簡(jiǎn)單題目。

三.填空題（共3小題）

10.（2024?浦東新區(qū)校級(jí)模擬）為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，某地興建的小型水電站如圖所示。該水電站交流發(fā)

電機(jī)的輸出功率為P=1000kW,發(fā)電機(jī)的輸出電壓Ui=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總

電阻為R線=16。，在用戶處的降壓變壓器輸出電壓U4=220V。在輸電過程中，要求輸電線上損耗的功

率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%,假設(shè)升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，則降壓變壓器的匝數(shù)比

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】960：11；4364A

【分析】根據(jù)輸電線上損耗的功率，由電功率公式求輸電線上的電流；根據(jù)能量守恒定律可知降壓變壓

器副線圈得到的功率，由電功率公式求用戶得到的電流；再根據(jù)理想變壓器原副線圈的電流與線圈匝數(shù)

的關(guān)系求匝數(shù)比。

【解答】解：根據(jù)輸電線上損耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%,可得：4%P=I線2R線

已知：P=1000kW=lX106W,R線=16。

代入數(shù)據(jù)解得：I線=50A

根據(jù)能量守恒定律可知降壓變壓器副線圈得到的功率為：

P4=96%P=1義106WX96%=9.6X105W

降壓變壓器副線圈的電流，即用戶得到的電流為

5

丁P49.6X10..

14=#=-y5nZ七4364A

UAzzu

根據(jù)理想變壓器原副線圈的電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系，可得降壓變壓器的匝數(shù)比為

n3：n4=l4：I3

解得：n3：n4=960：11

故答案為：960：11；4364A

【點(diǎn)評(píng)】解題時(shí)要抓住理想變壓器的功率關(guān)系、電壓和電流特點(diǎn)；由于輸電線電阻的存在，輸電線上有

電壓損失和功率損失。

11.（2022秋?長(zhǎng)沙期末）（1）遠(yuǎn)距離輸電都采用高壓輸電的方式，其主要優(yōu)點(diǎn)是Co

A.可增大輸電電流

B.可加快輸電速度

C.可減少輸電線上的能量損失

D.可防止不法分子竊電

（2）用圖示裝置進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，下列操作不能形成感應(yīng)電流的是Do

A.開關(guān)閉合和斷開的瞬間

B.開關(guān)閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭

C.開關(guān)閉合后線圈A在B中插入或拔出

D.只有開關(guān)保持閉合

【考點(diǎn)】高壓輸電的原理和優(yōu)點(diǎn)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程.

【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；分析綜合能力.

【答案】⑴C；（2）D；

【分析】（1）根據(jù)功率的計(jì)算公式分析出電流的變化趨勢(shì)，結(jié)合損失功率的表達(dá)式完成分析。

（2）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化；根據(jù)圖示情景分析答題

【解答】解：（1）A、根據(jù)在輸電的過程中輸送的功率一定，根據(jù)P=UL輸送電壓越高，輸送電流越

小，故A錯(cuò)誤；

B、輸電電壓不會(huì)改變輸電的速度，故B錯(cuò)誤；

C、輸電電壓越高，輸電電流越小，根據(jù)功率公式PS!=I2R知，損失的功率越小，故C正確；

D、與不法分子竊電無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選：C=

(2)由圖示可知，電流表所在電路閉合，

A、電鍵閉合和斷開的瞬間，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A不合要求；

B、電鍵閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B不

合要求；

C、電鍵閉合后線圈A在B中插入或拔出，穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C不

合要求；

D、保持開關(guān)閉合，則線圈A所在電路中的電流電流不變，穿過線圈B的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流

產(chǎn)生，故D符合要求；

故選：D。

故答案為：(1)C；(2)D；

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)問題、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，理解變壓器的工作原理，結(jié)合

功率的計(jì)算公式即可完成分析。

12.(2023春?平潭縣校級(jí)期中)如圖所示為某一輸電示意圖，電廠的發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW,輸出電

壓Ui=500V,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為ni：n2=l：20,降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為

3

n3：n4=480：11,輸電線電阻為40。，變壓器均為理想變壓器，則輸電線上損失的功率為4X1QW；

用戶得到的電壓為220Vo

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】4X1()3,220o

【分析】根據(jù)P=UI求解升壓變壓器原線圈的電流，根據(jù)理想變壓器原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，

電壓比等于匝數(shù)比求解升壓變壓器副線圈的電流和電壓，根據(jù)功率公式求解損失功率；根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律

和理想變壓器的變壓比求解用戶得到的電壓。

【解答】解：升壓變壓器原線圈電流為人=2=鳴黑4=200X

U13UU

理想變壓器原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，升壓變壓器副線圈電流為/2=￡/1=4x2002=10A

則輸電線上損失的功率為P疾=歐R=102x40W=4000勿

理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比，升壓變壓器副線圈輸出電壓為/=罕x5（W=

looooy

降壓變壓器原線圈輸入電壓為U3=U2-hR=10000V-10X40V=9600V

則用戶得到的電壓為北=篙3=蓋*9600上=2207

故答案為:4X103,220o

【點(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電問題，解題關(guān)鍵是知道理想變壓器原副線圈電流比等于匝數(shù)反比，電壓比

等于匝數(shù)比，結(jié)合功率公式和串并聯(lián)規(guī)律列式求解即可。

四.解答題（共3小題）

13.（2023秋?營(yíng)口期末）一座小型水電站，水以3.0m/s的速度流入水輪機(jī)，而以1.0m/s的速度流出.流

出水位比流入水位低1.6m,水的流量Q=1.0m3/s.如果水流能量的75%供給發(fā)電機(jī)，20%用于水溫升

高.求：

（1）若發(fā)電機(jī)效率為80%,則發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？

（2）發(fā)電機(jī)的輸出電壓為240V,輸電線路電阻為50/3。，允許損失的電功率為5%,用戶的需電壓為

220V,則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比各是多少？畫出遠(yuǎn)距離輸電過程示意圖.（變

壓器為理想變壓器，g取lOrn/s?）

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算.

【專題】交流電專題.

【答案】見試題解答內(nèi)容

【分析】（1）根據(jù)水的機(jī)械能損失，結(jié)合能量守恒求出發(fā)電機(jī)的輸出功率；

（2）根據(jù)輸電線上損失的功率，結(jié)合P炭=/2R求出輸電線上的電流，根據(jù)P=UI求出升壓變壓器原線

圈中的電流，從而得出升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比；根據(jù)功率損失求出降壓變壓器的輸入功率，結(jié)合

P=UI求出降壓變壓器的輸出電流，結(jié)合電流之比等于匝數(shù)之反比求出降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.

【解答】解（1）每秒水流的質(zhì)量為m=pV=pQt=lX1（）3kgt=ls

每秒水流機(jī)械能損失為AE=（說-諺）+mgAh=2x104/

發(fā)電機(jī)的輸出功率為P組=在等x80%,而t=ls

所以：P出=12kW

(2)遠(yuǎn)距離輸電過程線路示意圖

P線=5%P出=600W因?yàn)镻線=F線R線所以I線=6A

P中

又因12=1線=6A,0=苛=504

所以對(duì)升壓變壓器有?=恐即0=~=

I2n2A25

p—P

prp(斗，乙Ar出線570.

又因?yàn)?T3=T1線=6A,14=―可—=不-4

所以，對(duì)降壓變壓器有驅(qū)=—=—

n41311

答：(1)若發(fā)電機(jī)效率為80%,則發(fā)電機(jī)的輸出功率是12kW；

(2)允許損失的電功率為5%,用戶的需電壓為220V,則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈

匝數(shù)比分別是3：25和95：11.畫出遠(yuǎn)距離輸電過程示意圖如圖.

【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道：1、原副線圈電壓之比、電流之比與匝數(shù)之比的關(guān)系；2、升壓變壓器的

輸出功率、降壓變壓器的輸入功率以及功率損失的關(guān)系.

14.(2023秋?萊西市期末)某光伏電站的功率是200kW,電壓為12V直流，送往外地時(shí)，先通過逆變器

轉(zhuǎn)化為200V的交流電(能量轉(zhuǎn)化效率為80%),然后經(jīng)變壓器I升壓，通過總電阻為r=50Q的輸電線

路送往用戶，再經(jīng)變壓器II降為220V電壓供用戶使用，如圖所示。已知輸電線上損失的功率為3200W,

求：

(1)變壓器II的原、副線圈匝數(shù)之比；

(2)變壓器II副線圈中的電流大小。

【考點(diǎn)】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計(jì)算；變壓器的構(gòu)造與原理.

【專題】應(yīng)用題；學(xué)科綜合題；定量思想；推理法；尋找守恒量法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】（1）變壓器n的原、副線圈匝數(shù)之比為期；

11

（2）變壓器II副線圈中的電流大小為712.7A。

【分析】（1）首先根據(jù)公式：%=g計(jì)算輸電線上的電流，然后計(jì)算輸電線上的電壓損失：AU=