3.4電能的輸送

學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)

1.理解遠(yuǎn)距離輸電線上的

能量損失與哪些因素有

物理觀念：建立遠(yuǎn)距離輸電模型。

關(guān).

科學(xué)思維：了解提高輸電電壓是降低遠(yuǎn)距離輸電損耗的有效途徑，會(huì)用相關(guān)

2.應(yīng)用理想變壓器、電路

知識(shí)解釋實(shí)際的輸電問題。

知識(shí)對(duì)簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離輸電

科學(xué)探究：探究降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。

線路進(jìn)行定量計(jì)算.

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：理解工程技術(shù)要兼顧科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多種因素，知道

3.了解交變電流從發(fā)電站

電網(wǎng)供電是遠(yuǎn)距離輸電的重要發(fā)展。

到用戶的輸電過程.

思維導(dǎo)圖

「可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)［，/高壓輸電示意圖

電能輸送的基本要求電網(wǎng)供電

降低輸電損耗的兩個(gè)途徑電壓損失和功率損失

、減小輸電線的電阻

=卜=己

、減小輸電導(dǎo)線中的電流^u=u—u'

知識(shí)梳理

(-)課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：

一、輸送電能的基本要求

1.可靠：指保證供電線路可靠地工作,故障少.

2.保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量一電壓和頻率穩(wěn)定.

3.經(jīng)濟(jì)：指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少.

二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

1.輸電線上的功率損失：尸=無，/為輸電電流，r為輸電線的電阻.

2.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

(1)減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小的金屬材料，還要盡可

能增加導(dǎo)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(shí)又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電電壓.

三、電網(wǎng)供電

1.遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用皿變壓器升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)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(wǎng)：通過網(wǎng)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(guó)性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò).

3.電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn)

(1)降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益.

(2)減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡.

(3)合理調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠,質(zhì)量更高.

題型精講

【題型一】輸電線上的電壓和功率損失

1.輸電線路的電壓損失

輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U'的差值.Nu=u—U="=?，其中/為輸電線上的電流，/■為

輸電線的電阻.

2.輸電線路的功率損失

(1)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率△尸=產(chǎn)八

(2)若輸電線上損失的電壓為AU,則功率損失還可以表示為△?=年上△尸

3.減小電壓、功率損失的方法

⑴減小輸電線的電阻

由可知，距離/一定時(shí)，使用電阻率小的材料，增大導(dǎo)體橫截面積可減小電阻.

（2）減小輸電電流/

根據(jù)/=石，在輸送功率尸一定，輸電線電阻r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點(diǎn).

【典型例題11浙福線的投運(yùn)讓福建電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了從500千伏超高壓到1000千伏特高壓的跨越，福建從此進(jìn)

入“特高壓"時(shí)代。在輸送功率不變、不考慮其它因素影響的情況下，采用“特高壓”輸電后，輸電線上的電

壓損失減少到“超高壓"的（）

A.10%B.25%C.50%D.75%

【答案】C

【解析】輸電的電流為

一

U

損失的電壓為

AU=IR=

在輸送功率不變、不考慮其它因素影響的情況下，從500千伏超高壓到1000千伏特高壓，即變?yōu)樵瓉淼?

倍，則輸電電流變?yōu)樵瓉淼囊话耄?/p>

,1

At/=-\U

2

故選Co

【典型例題2】我國(guó)在高壓輸電方面具有國(guó)際領(lǐng)先水平，早在2011年我國(guó)就正式投產(chǎn)了世界首條商業(yè)運(yùn)營(yíng)

的特高壓交流輸電工程一一"lOOOkV晉東南一南陽(yáng)一荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程"。假設(shè)某地原來采用

200kV的高壓輸電，輸電線損耗功率為尸，后改用800kV的特高壓輸電，輸電功率不變，則輸電線損耗功

率為（）

PP

A.—B.—C.4PD.16P

416

【答案】B

【詳解】輸電線上損失的功率為

pP2

^P=I2R={-YR=-R

UU-

可知，損失的功率與電壓的平方成反比，所以

A.

還一守

所以輸電線上損失的功率將變?yōu)?/p>

AP=2公P=—

。uri16

故選B。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的.可是我們?cè)谕砩掀甙它c(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開

燈，電燈比深夜時(shí)要顯得暗些.這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r(shí)（）

A.總電阻比深夜時(shí)大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低

B.總電阻比深夜時(shí)大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小

C.總電阻比深夜時(shí)小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大

D.供電線路上的電流恒定，但開的燈比深夜時(shí)多，通過每盞燈的電流小

【答案】C

【解析】照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點(diǎn)鐘用電高峰時(shí)，用電器越多，總電阻越小，供電

線路上的電流越大，輸電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，所以C正確.

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】特高壓交流輸電是指lOOkV及以上的交流輸電，具有輸電容量大、距離遠(yuǎn)、損耗低等突出

優(yōu)勢(shì)。遠(yuǎn)距離輸送功率恒定的交流電時(shí)，若輸送電壓由原來的50kV提高到200kV的特高壓，下列說法正

確的是（）

A.若輸電線不變，輸電線上的電流增大為原來的4倍

B.若輸電線不變，輸電線上損失的電壓降低為原來的;

c.若輸電線不變，相同時(shí)間內(nèi)，輸電線上損失的電能降低為原來的;

D.使用材料、粗細(xì)相同的輸電線時(shí)，若使輸電線上損失的功率不變，傳輸距離可提升到原來的4倍

【答案】B

【解析】A.輸電功率

P=U2I2

輸電功率P恒定，由于輸送電壓由原來的50kV提高到2OOkV,則當(dāng)輸電電壓升高到44，輸電電流變?yōu)樵?/p>

來的;，故A錯(cuò)誤；

B.損失電壓

=A變?yōu)樵瓉淼?，AU變?yōu)樵瓉淼?，故B正確；

C.相同時(shí)間內(nèi)，輸電線上損失電能

△。=廳///2變?yōu)樵瓉淼?，輸電線上損失電能變?yōu)樵瓉淼纳希蔯錯(cuò)誤；

416

D.若輸電線損失功率AP不變，4變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)

AP=/風(fēng)

可知仆變?yōu)樵瓉淼?6倍，根據(jù)

輸電距離變?yōu)樵瓉淼?6倍，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【題型二】遠(yuǎn)距離高壓輸電過程的分析與計(jì)算

解決遠(yuǎn)距離高壓輸電問題的基本方法

1.首先應(yīng)畫出遠(yuǎn)距離輸電的電路圖(如圖)，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置.

AI，卜竺H4

發(fā)

電用

站戶

升壓變壓器降壓變壓器

2.理清三個(gè)回路：

回路1：Pi=Uih

回路2：〃2=AU+U3，P2=AP+P3=/22R線+2，h=h

回路3：P4=U山.

3.常用關(guān)系

(1)功率關(guān)系：P1=P2,尸2=AP+P3，23=尸4.

⑵電壓關(guān)系：,琮，仍=公。+。3,§=5.

(3)電流關(guān)系:，常’[2=1線=h，￡琮.

(4)輸電電流："=￡=￡=素.

(5)輸電線上損耗的電功率：

△P=尸2一尸3=/線2R線=縹

K線

(6)輸電線上的電壓損失：

AU=/線R線=5—S.

⑺輸電效率〃=各1。。％.

【典型例題3】如圖為大唐發(fā)電廠供電流程的簡(jiǎn)化圖，理想升壓變壓器將發(fā)電廠的輸出電壓q升壓為4,

理想降壓變壓器再把電壓以降至〃4,為用戶設(shè)備供電，發(fā)電廠的輸出電流為4,升壓變壓器輸出電流為

i2,降壓變壓器輸入電流為八，此時(shí)用戶設(shè)備的輸入電流為4。若變壓器的匝數(shù)％=%,輸送過程中存在

電能損耗，將輸送電線的電阻等效為展，則下列正確的是()

發(fā)電廠升壓變壓器高壓線路降壓變壓器民用電

A.Ul:U3=nl:n3B.U2:U4=n2:n4

C.:A=%：/D./2：Z4=n2:n4

【答案】C

【解析】AB.依題意，輸電線有電壓損失，可得

U2=\U+U3

可知

U]_U、w_U3_U[_AUwU2

U3U2-AUn2%'n4%U&U&U&

故AB錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)理想變壓器原副線圈匝數(shù)與電流關(guān)系，可得

_I_"2_，3，2..，3

【3%"1，14%n2

故C正確；D錯(cuò)誤。

故選Co

【典型例題4】

風(fēng)能是一種清潔無公害可再生能源，風(fēng)力發(fā)電非常環(huán)保，且風(fēng)能蘊(yùn)量巨大。如圖所示為某風(fēng)力發(fā)電廠向一

學(xué)校供電的線路圖，已知發(fā)電廠的輸出功率為8kW,輸出電壓為400V,用戶端電壓為220V,輸電線總電

阻R=20Q,升壓變壓器原，副線圈匝數(shù)比劃：?2=1010,變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是

)

“1%I

用

戶

丁

A.輸電線上損耗的功率為40WB.用尸端的電流為36A

C.降壓變壓器的匝數(shù)比"3：^=2201D.若用戶端的用電器變多，則輸電線上損失的功率會(huì)減小

【答案】B

【解析】A.升壓變壓器原線圈的電流為

8000人“人

LT=------A=20A

400

輸電線電流為

」x20A=2A

210

輸電線上損耗的功率為

與=ifR=80W

A錯(cuò)誤;

B.用戶端的電流為

8kW-80W=Z4t74

解得

/4=36A

B正確;

C.降壓變壓器的匝數(shù)比為

_/4_18

%41

C錯(cuò)誤；

D.若用戶端的用電器變多，降壓變壓器副線圈的電流增大，降壓變壓器原線圈電流增大，輸電線電流增

大，則輸電線上損失的功率增大，D錯(cuò)誤。

故選Bo

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】如圖為某實(shí)驗(yàn)小組模擬遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)驗(yàn)電路圖，已知兩理想變壓器的匝數(shù)

%=%<%=%，定值電阻R］、&、&、4的阻值?=&<%=%，Ai,A2為理想交流電流表，當(dāng)a、b

端接入低壓交流電源時(shí)，下列說法正確的是（）

R,

A.Ai的示數(shù)大于A2的示數(shù)

B.a的功率小于4的功率

C.R3兩端的電壓大于凡兩端的電壓

D.與兩端的電壓大于&兩端的電壓

【答案】C

【解析】A.在遠(yuǎn)距離輸電的過程中，在輸電線路相同時(shí)，通過升壓變壓器，使輸送的電壓升高，從而減

小了輸電電流，所以Ai的示數(shù)小于A2的示數(shù)。故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

P損

可知輸電線路電阻相等時(shí)，高壓輸電時(shí)損失功率較小，到達(dá)用戶的功率較大，即用的功率大于此的功率。

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

PE

R

可知用戶電阻不變情況下，高壓輸電時(shí)用戶端的電壓較大，即&兩端的電壓大于凡兩端的電壓。故C正

確；

D.由歐姆定律

U=IR

可知與兩端的電壓小于&兩端的電壓。故D錯(cuò)誤。

故選C。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練41“西電東送"的國(guó)家重大工程。如圖為某水電站遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，發(fā)電廠的輸出功率為

P,發(fā)電廠輸出的電壓為U。通過升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸送電壓為WA輸電線的總電阻為

R,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U。下列說法正確的是（）

R

發(fā)

電用

廠戶

升壓變壓器降壓變壓器

A.輸電線上的電流為/

PR

B.輸電線上損失電壓為不

P-R

C.降壓變壓器的輸出功率為W7

D.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為:1

【答案】D

【解析】A.升壓變壓器輸入功率與輸出功率相等，則有

P=kUI2

解得輸電線上的電流為

故A錯(cuò)誤;

B.結(jié)合上述可知，輸電線上損失電壓為

PR

\U=I.R=—

2kU

故B錯(cuò)誤;

C.降壓變壓器輸入功率與輸出功率相等，則降壓變壓器的輸出功率為

心=尸-女

結(jié)合上述解得

P2R

扁=尸一W7

故c錯(cuò)誤;

D.結(jié)合上述可知，降壓變壓器原線圈兩端電壓為

根據(jù)電壓匝數(shù)關(guān)系有

解得

故D正確。

故選D。

強(qiáng)化訓(xùn)練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1.某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓為2500V,用戶得到的電功率為141kW,用戶得到的電壓是220V,輸電線的

電阻為90。，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6%,變壓器均視為理想變

壓器，已知降壓變壓器副線圈的匝數(shù)為110匝，則下列說法正確的是（）

發(fā)

電

廠

A.通過輸電線的電流為10AB.風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為162kW

C.升壓變壓器副線圈的匝數(shù)是原線圈的匝數(shù)的7倍D.降壓變壓器原線圈的匝數(shù)為3525匝

【答案】A

【解析】A.輸電線損失的功率

月員=Px6%=9kW

由

場(chǎng)=

解得通過輸電線的電流

不…

故A正確；

B.用戶得到的電功率

Pffj=P-Pt.=Px(l-6%)=141kW

解得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率為

P=150kW

故B錯(cuò)誤；

C.升壓變壓器的輸出電壓

U,=—=15000V

A

可得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比

n2U26

故c錯(cuò)誤；

D.輸電線上的電壓損失

0損=12%=900V

降壓變壓器原線圈兩端的電壓

4=。2-。損=14100V

可得降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比

n3U3705

解得降壓變壓器原線圈的匝數(shù)為

〃3=7050匝

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

2.2020年9月，中國(guó)發(fā)布"雙碳戰(zhàn)略"，計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。碳排放問題

的治本之策是轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，加快推進(jìn)清潔替代和電能替代，一座小型水電站向山下村鎮(zhèn)供電的示意

圖如圖所示，升壓變壓器。與降壓變壓器T2都是理想變壓器。已知發(fā)電機(jī)輸出電壓S=250V,兩個(gè)變壓

器的匝數(shù)比%:%=1：100,%：%=11。：1，輸電線電阻R=20。,輸電線上損失的功率為32kW。則下列

說法正確的（）

A.輸電線上損失的電壓為25000V

B.用戶得到的電壓為200V

C.發(fā)電機(jī)輸出功率尸=1000kW

D.深夜，用戶的用電器減少時(shí)輸電線上損失的功率將變大

【答案】C

【解析】A.依題意，輸電線上損失的功率為

解得

。損=800V

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，有

1=-4=%

U2n；U&n4

又

u2=ufA+u3

聯(lián)立，解得

t/4=220V

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，有

k=!h.

A%

又

2R

發(fā)電機(jī)輸出功率為

P=UJ

聯(lián)立，解得

P=1000kW

故C正確；

D.深夜，用戶的用電器減少時(shí)，降壓變壓器所在回路電阻增大，由歐姆定律可得

則降壓變壓器輸出電流減小，根據(jù)

4?3

可知輸電線上電流減小，由

可知輸電線上損失的功率將變小。故D錯(cuò)誤。

故選Co

3.如圖所示，為某小型發(fā)電站的輸電示意圖。發(fā)電站的輸出功率為4=200kW,經(jīng)升壓變壓器升壓后，

輸出電壓為1X104V,發(fā)電站到用戶的輸電線總電阻為廠=100,經(jīng)過降壓變壓器給一居民小區(qū)供電。已知

變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）

降

-升

壓

壓

發(fā)輸電線

變

變

電用

壓

壓

站戶

器

-器

A.輸電線路中的電流為100A

B.用戶獲得的功率為4kW

C.若發(fā)電站的輸出電壓減半，線路損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍

D.若用戶所需電壓為220V,則降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為480:11

【答案】C

【解析】A.輸電線路中的電流為

Z2=^-=^-=20A

U2u2

故A錯(cuò)誤；

B.輸電線的損失功率為

/^=Zfr=4kW

用戶獲得的功率為

￡=6=￡_/=196kW

故B錯(cuò)誤；

C.輸電線損失功率為

余力3

可見鳥、「不變，若發(fā)電站輸出電壓減半，則升壓變壓器的輸出電壓減半，線路損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?/p>

4倍，故C正確；

D.降壓變壓器副線圈的電流為

旦二幽人

411

降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

%=4=4=490

%，211

故D錯(cuò)誤。

故選Co

4.春夏秋冬、晝夜之間，工作日與節(jié)假日，對(duì)電力需求量差異很大，會(huì)形成用電高峰和低谷之間的峰谷

負(fù)荷差。如圖所示，為某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)示意圖，可以在用電低谷時(shí)段把電能儲(chǔ)存起來，高峰時(shí)段輸

出，填補(bǔ)用電缺口。發(fā)電機(jī)的輸出電壓必=500V,輸出功率為B=800kW。降壓變壓器的匝數(shù)比

"3：”=50:1,輸電線總電阻"62.5Q。其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4=220V,功率為P4=44kW,所有變

壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為160AB.升壓變壓器的匝數(shù)比如：/2=1：400

C.輸送給儲(chǔ)能站的功率為756kWD.輸電線上損失的功率為IkW

【答案】D

【解析】A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為

I.=3=1600A

5

A錯(cuò)誤；

B.用戶電流

I,=2=200A

a

輸電線電流

A=—z=4A

3504

線路損失的電壓

AC/=I3R=250V

升壓變壓器副線圈電壓

U2=50t/4+At/=11250V

升壓變壓器的匝數(shù)比

n,_UX_500_2

-11250-45

B錯(cuò)誤；

D.輸電線上損失的功率為

AP=ijR=IkW

D正確；

C.輸送給儲(chǔ)能站的功率為

隼=［一〃-AP=755kW

C錯(cuò)誤。

故選D。

5.如圖是給用戶供電的電路示意圖，其中與、凡表示變壓器前后兩側(cè)的輸電線的總電阻，假設(shè)用戶端為

純電阻用電器，總電阻為R。若變壓器視為理想變壓器，U恒定，電表視為理想電表，當(dāng)用戶使用的用電

B.電壓表示數(shù)?增大

C.電流表示數(shù)A1減小

D.用電器R兩端電壓降低

【答案】D

【解析】A.由于用戶端用電器均是并聯(lián)電路，當(dāng)用戶使用的用電器增加時(shí)，并聯(lián)的用電器越多，則用戶

總電阻減小，故A錯(cuò)誤；

B.若變壓器視為理想變壓器，則變壓器原副線圈兩端電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，即

工

V2〃2

由于原副線圈匝數(shù)不變，即小比值不變，故B錯(cuò)誤；

V2

C.當(dāng)用戶使用的用電器數(shù)量增加時(shí)，副線圈電流增加，原線圈電流也增加，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤；

D.用戶電器增多，用戶總電阻減小，副線圈電流增大，原線圈電流增大，則招分壓增大，變壓器輸入電

壓q減小，所以s減小，而變壓器后側(cè)的輸電線的總電阻上的電壓增大，所以用電器電壓/減小,

即在副線圈電壓減小的情況下，輸電線的總電阻仆分壓增加，則用電器兩端電壓降低，故D選項(xiàng)正確。

故選Do

6.如圖所示，一發(fā)電機(jī)輸出功率為9kW,輸出電壓為500V,輸電線的總電阻為10Q,允許線路損耗的功

率為輸出功率的4%。現(xiàn)需要220V電壓時(shí)，若不計(jì)變壓器的損耗，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副

C.1:3；48:7D.1:3；72:11

【答案】D

【解析】由線路損耗的功率耳員嗎&和與=4%P輸出可得

又因?yàn)?/p>

所以

u送=&=2222v=i5oov

/26

4送—/2R=(1500-6X10)V=1440V

根據(jù)理想變壓器規(guī)律得

_U0_500V1

1500V~3

n[_Uj_1440V_72

又一沅-220V.??

故D正確。

故選D。

【素養(yǎng)提升】

7.（多選）風(fēng)力發(fā)電是一種綠色環(huán)保的發(fā)電方式，我市佛岡縣近年來大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。若一風(fēng)力發(fā)電裝

置的輸出功率為P=100kW、發(fā)電機(jī)的輸出電壓q=250V,經(jīng)變壓器升壓后用總電阻q=7.5。的輸電線

向遠(yuǎn)處輸電，在用戶處的降壓變壓器輸出電壓&=220V。若升壓變壓器與降壓變壓器的匝數(shù)比滿足

"=區(qū)，則以下說法正確的是（）

%%

B.輸電的效率為88%

C.輸電線損失電壓AU=300V

D.升壓變壓器的匝數(shù)比為

n212

【答案】BC

【解析】設(shè)區(qū)=幺=3則有

n2%

，=二=400A

q

對(duì)升壓變壓器有

I】_%_1

/線工

工h=k

u2n2

對(duì)降壓變壓器，有

。3=4-/線展

。3_%1

。4%k

聯(lián)立各式解得

k=—,/緝=40A,u=2500V,U、=2200V

102

A.根據(jù)降壓變壓器的電流關(guān)系可知

/=%./=%=400A

%k

故A錯(cuò)誤；

B.輸電的效率為

100%=88%

P

故B正確；

C.輸電線損失電壓為

△U=/線展=300V

故C正確；

D.升壓變壓器的匝數(shù)比為

巧10

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

8.（多選）北京奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)體現(xiàn)了"綠色奧運(yùn)”的理念。國(guó)家體育館"鳥巢”隱藏著一座年發(fā)電量比較大

的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，假設(shè)該發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V,通過理想變壓器向遠(yuǎn)處輸電，如圖所示,

所用輸電線的總電阻為8Q,升壓變壓器%原、副線圈匝數(shù)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lxl（）5w,則輸電線的總電阻兩端的電壓為400V

B.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為IxUyw,用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)比為

190:11

C.若用戶消耗功率減少，輸電線的總電阻兩端的電壓變大

D.若用戶消耗功率增加，則用戶電路兩端電壓力減小

【答案】BD

【解析】A.對(duì)于該系統(tǒng)輸入輸出功率不變，由于尸=lxlC）5w,故原線圈電流為

P

L=——=400A

5

對(duì)于中間線路有

A_衛(wèi)

124

代入數(shù)據(jù)，解得

I2=25A

則輸電線的總電阻兩端的電壓為

AU=4R=25x8V=200V

A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)

U2〃2

代入數(shù)據(jù)，解得

3

C/2=4X10V

由A可知

I2=25A

輸電線的總電阻兩端的電壓為

Ur=I2r=20QV

則

3

U3=U2-Ur=3.8xlOV

又

U3_%

即有

%_3800_190

%—220―11

B正確;

原線圈電壓不變，由知。2不變，將降壓變壓器原副線圈

C.由于升壓變壓器原副線圈匝數(shù)不變，J-"

u2?2

及副線圈電路等效為中間線路一個(gè)電阻R,由

U3=I3R',U3=-U4,A=4,U4=I4R^

聯(lián)立可得

RL負(fù)

%

若用戶消耗功率減少，（R/曾加），則R'增加，由

。2=/2。+氏'）。2不變，知輸電線電流右減小，輸電線的總電阻兩端的電壓4=/2乙U,減小，c錯(cuò)誤;

D.當(dāng)用戶消耗功率增大時(shí)（R燙減小），則R減小，由

七=/2。+叱）。2不變，知輸電線電流4變大，輸電線的總電阻兩端的電壓變大，根據(jù)

U3=U2-I2r

可知，S變小，又由

U3=生

u4%

可知，a變小，D正確。

故選BD。

9.（多選）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“，輸電線的

總電阻為廠。U、/分別表示電壓表V、電流表A的示數(shù)，輸入電壓4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.僅增大凡,則U減小D.僅增大&,則U增大

【答案】AD

【解析】AB.若僅閉合開關(guān)S,降壓變壓器副線圈電阻減小，則電流增大。由

A_生

，2"1

可知原線圈中電流增大，輸電線的電壓降

U,="

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;

CD.僅增大尺，降壓變壓器副線圈電阻增大，則電流減小；由

4=

1lrn\

可知原線圈中電流減小，輸電線的電壓降

U,=/j

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錯(cuò)誤；D正確。

故選ADo

10.（多選）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必和

U2,降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為“和力。在輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感器，兩個(gè)互感

器原、副線圈的匝數(shù)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.若電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,則線路輸送電功率為220kW

C.若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓S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(jī)輸出電壓S一定，若用戶數(shù)增加，為維持用戶電壓口一定，可將滑片P上移

【答案】BD

【解析】A.兩個(gè)互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10:1和1:10,電壓互感器電壓與匝數(shù)成正比，起到降

壓的作用，電流互感器電流與匝數(shù)成反比，起到降流的作用。故A錯(cuò)誤；

B.由題意，根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得

三=10,-^=10

UvIA

解得

L72=2200V,Z2=100A

所以線路輸送的電功率為

P=U,1=2200X100W=220kW

故B正確；

C.由理想變壓器變壓規(guī)律

U2n2

可得

u2

則若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓歷一定，僅將滑片。下移，“增大，比增大。根據(jù)閉合電路歐姆定律有

U=U2-I2r

根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律有

U3n3I2n4

U4%'/4n3

設(shè)用戶端總電阻為凡則有

聯(lián)立解得

6

若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓S和用戶數(shù)一定，僅將滑片。下移，則輸電電壓S增大，n3,n4,R不變，所以

輸電電流&增大，而輸電線損耗功率為

AP=小

所以輸電線損耗功率增大，故C錯(cuò)誤；

D.若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓歷和。的位置一定，使用戶數(shù)增加，即S不變，R減小，則/2增大，S減

小，為了維持用戶電壓。4一定，需要增大血，可將滑片尸上移，故D正確。

九3

故選BDo

11.（多選）如圖所示，某水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率尸=100kW,發(fā)電機(jī)的輸出電壓q=250V,經(jīng)變壓器

升壓后向遠(yuǎn)處輸電，在用戶端用降壓變壓器將電壓降為4=220V。已知輸電電流/線=25A,兩條輸電線路

A.用戶得到電功率為95kWB.升壓變壓器的匝數(shù)比4：%=4：5

C.降壓變壓器的匝數(shù)比%:%=190：11D.發(fā)電機(jī)的輸出的電流L=40A

【答案】AC

【解析】D.發(fā)電機(jī)輸出的電流為

P

1,=—=400A

5

故D錯(cuò)誤；

A.線路損耗的功率為

AP=@^=5kW

兩理想變壓器不改變功率，故用戶得到的電功率為

瑞戶=尸一△尸=95kW

故A正確；

B.升壓變壓器的副線圈輸出電壓為

P二

U?=—=4x103V

/線

升壓變壓器的匝數(shù)比為

%：%=1：U2=1：16

故B錯(cuò)誤；

C.輸電線損耗電壓

AU=I線R=200V

降壓變壓器的原線圈電壓

U3=U2-AU=3800V

故降壓變壓器的匝數(shù)比為

t/33800190

220~~L1

故C正確。

故選AC,

12.(多選)遠(yuǎn)距離輸電線路圖如圖所示，升壓變壓器輸入電壓和輸入功率保持不變，輸電線電阻R保持

不變。現(xiàn)進(jìn)行輸電線路電壓升級(jí)，將升壓變壓器副線圈滑片向上滑動(dòng)，同時(shí)保持用戶電壓不變，則

()

R

A.應(yīng)將降壓變壓器副線圈滑片向上滑動(dòng)

B.應(yīng)將降壓變壓器副線圈滑片向下滑動(dòng)

C.輸電線損失的功率減小

D.用戶的功率減小

【答案】BC

【解析】AB.當(dāng)升壓變壓器副線圈滑片向上滑動(dòng)，則%增大，而G、％不變，由

如=五

U2n2

得4增大，而升壓變壓器的功率P不變，由

U

得A減小，輸電電路上的電壓損失

減小，故降壓變壓器的原線圈電壓

-U損

增大，故要使用戶的電壓不變，由

u4%

得，可以減小降壓變壓器的副線圈匝數(shù)%,故降壓變壓器的副線圈滑片應(yīng)向下滑動(dòng)。故A錯(cuò)誤，B正確；

C.由輸電線損失的功率

得，人減小，故輸電線損失功率減小。故c正確；

D.用戶得到的功率等于降壓變壓器原線圈的功率

Pa=P3=P2-Pt,

而輸電線損失的功率減小，用戶得到的功率增大。故D錯(cuò)誤。

故選BCo

【能力培優(yōu)】

13.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=2.32x10-2m?,線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。=100；rrad/s,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8=正1，輸電時(shí)先用升

10乃

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