【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：电能的输送

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【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：电能的输送 一、单项选择题（共18小题；共72分）1. 发电厂的输出电压为 U1，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，用户得到的电压为 U2，则下列输电导线上损耗功率的表达式中错误的是   A. (U1−U2)I B. I2R C. U12R D. (U1−U2)2R 2. 输电线的电阻为 r，输送的电功率为 P，用电压 U 输送电能，则用户得到的功率为   A. P B. P−P2rU2 C. P−U2r D. P2U2r 3. 500 千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中.若输送功率为 3200 万千瓦，原来采用 200 千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为 P损，则采用 500 千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为（设输电线的电阻未变）   A. 0.4P损 B. 0.16P损 C. 2.5P损 D. 6.25P损 4. 中国已投产运行的 1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用 500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为 P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为   A. P4 B. P2 C. 2P D. 4P 5. 设输电导线的电阻为 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. U12:U22 C. U22:U12 D. U2:U1 6. 某学校用发电机直接供电，已知发电机的输出电压为 U0，发电机至学校之间输电导线的总电阻为 R，通过导线的电流为 I，学校的输入电压为 U1。下列几个计算输电导线上功率损失的关系式，其中正确的是   A. U02R B. I2R C. U12R D. IU0−I2R 7. 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 0.4Ω，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 8. 远距离输电时，在输送功率不变的条件下   A. 只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率 B. 提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率 C. 提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗 D. 提高输电电压，势必增大输电导线上的电流 9. 输电线路的电阻为 R，发电站输出功率为 P，输电电压为 U，则用户得到的功率为   A. P B. P−PU2⋅R C. P−U2R D. PU2⋅R 10. 关于减小远距离输电线上的功率损失，下列说法中正确的是   A. 由功率 P=U2R 可知，应降低输电电压，增大导线电阻 B. 由 P=IU 可知，应用低电压小电流输电 C. 由 P=I2R 可知，应减小导线电阻或减小输电电流 D. 上述说法均不对 11. 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=U2r，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 12. 远距离输电线路的示意图如图所示，若发动机输出电压不变，则下列叙述中正确的是   A. 升压变压器的原线圈中的电流与用户电器设备消耗的功率无关 B. 输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定 C. 当用户用电器的总电阻减少时，输电线上的损失功率增大 D. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 13. 通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率 P，原线圈的电压 U 保持不变，输电线路的总电阻为 R .当副线圈与原线圈的臣数比为 k 时，线路损耗的电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线路损耗的电功率为 P2，则 P1 和 P2P1 分别为   A. PRkU，1n B. (PkU)2R，1n C. PRkU，1n2 D. (PkU)2R，1n2 14. 如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压 U1 和输电线的电阻、理想变压器的匝数均不变，且 n1:n2=n4:n3。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是   A. 用户的总电阻增大 B. 用户的电压 U4 增大 C. U1:U2＝U4:U3 D. 用户消耗的功率等于发电机的输出功率 15. 远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到 n 倍，则   A. 输电线上的电压损失增大 B. 输电线上的电能损失增大 C. 输电线上的电压损失不变 D. 输电线上的电能损失减少到原来的 1n2 16. 如图所示为远距离输电的电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。闭合开关 S   A. 升压变压器的输出电压增大 B. 降压变压器的输出电流减小 C. 输电线上交流电的频率减小 D. 输电线上损耗的功率增大 17. 远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的 n 倍，则下列说法中正确的是   A. 输电线上的电流变为原来的 n 倍 B. 输电线上的电压损失变为原来的 1n2 C. 输电线上的电功率损失变为原来的 1n D. 若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的 n2 倍 18. 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 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损失电压为 15 kV C. 若改用 5 kV 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=U2r，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 二、双项选择题（共11小题；共44分）19. 下列关于电能输送的说法中正确的是   A. 输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B. 减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电 C. 减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积 D. 实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等 20. 某发电站用 11 kV 交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为 R。现若用变压器将电压升高到 220 kV 送电，下面哪个选项正确   A. 因 I=UR，所以输电线上的电流增为原来的 20 倍 B. 因 I=PU，所以输电线上的电流减为原来的 120 C. 因 P=U2R，所以输电线上损失的功率增为原来的 400 倍 D. 若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的 120 21. 某农村水力发电站的发电机输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器。降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时   A. 升压变压器的副线圈的电压变大 B. 高压输电线路的电压损失变大 C. 降压变压器的副线圈上的电压变大 D. 降压变压器的副线圈上的电压变小 22. 某发电厂原来用 11 kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到 220 kV 输电，输送的电功率都是 P ，若输电线路的电阻为 R ，则下列说法中正确的是   . A. 据公式 I=PU ，提高电压后输电线上的电流降为原来的 120 B. 据公式 I=UR ，提高电压后输电线上的电流增为原来的 20 倍 C. 据公式 P=I2R ，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 1400 D. 据公式 P=U2R ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的 400 倍 23. 远距离输送交变电流都采用高压输电，采用高压输电的优点是   A. 可节省输电线的铜材料 B. 可根据需要调节交变电流的频率 C. 可减少输电线上的能量损失 D. 可加快输电的速度 24. 在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断中正确的是   A. 和输送电线上电压降的平方成反比 B. 和输送电压的平方成正比 C. 和输送电线上电压降的平方成正比 D. 和输送电压的平方成反比 25. 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 U2=2000 V 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 26. 远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，总长度为 L，输电线损失的电功率为 Pʹ，用户得到的电功率为 P用，则下列关于 Pʹ 、 P用 的式子正确的是   A. Pʹ=U2SρL B. Pʹ=P2ρLU2S C. P用=P−U2SρL D. P用=P−P2ρLU2S 27. 在远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压为 U，所用导线电阻率为 ρ，横截面积为 S，总长度为 L，输电线上损失的电功率为 Pʹ，用户得到的电功率为 P用，则下列关系式正确的是   A. Pʹ=U2SρL B. Pʹ=P2ρLU2S C. P用=P−U2SρL D. P用=P1−PρLU2S 28. 如图所示，某变电站用 10 kV 的高压向 10 km 外的小区供电，输送的电功率为 200 kW。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的 2%，下列不同规格的输电线中，符合要求的是   A. 选项 A 型号 DYD30/C 千米电阻 (Ω/ km)1 B. 选项 B 型号 DYD50/C 千米电阻 (Ω/ km)0.6 C. 选项 C 型号 DYD100/C 千米电阻 (Ω/ km)0.3 D. 选项 D 型号 DYD150/C 千米电阻 (Ω/ km)0.2 29. 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 电压输电，则下列说法中正确的是   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损失电压为 15 kV C. 若改用 5 kV 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=U2r，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 三、多项选择题（共1小题；共4分）30. 如图所示为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是   A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B. 高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C. 在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D. 高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好答案第一部分1. C【解析】发电厂的输出电压为 U1，用户得到的电压为 U2，则输电线上的电压损失 ΔU=U1−U2；由于输电线中的电流为 I，则输电线上损失的功率 P损=ΔUI=I(U1−U2) 或 P损=ΔU2R=(U1−U2)2R 或 P损=I2R，选项A、 B 、D正确，C错误。2. B【解析】用户得到的功率 P用户=P−I2r=P−P2U2r，选项B正确。3. B【解析】根据 P损=P2U2r 可知：当输电电压由 200 kV 升高到 500 kV 时，其线路损耗由 P损 减小到 0.16P损，选项B正确.4. A【解析】当以不同电压输送时，有 P=U1I1=U2I2，而在线路上损失的功率为 ΔP=I2R=P2RU2 可知，损失的功率与电压的平方成反比，即 ΔP1:ΔP2=4:1 所以输电线上损失的功率为 P4。输电线上损失的功率为 P4。5. C【解析】由 P=UI 得输电线中的电流 I=PU，输电线上损失的功率 P损=I2R=PU2R=P2RU2，即在输送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 P损1:P损2=U22:U12，选项C正确.6. B7. A【解析】节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I=PU=40×103800 A=50 A.P线=I2R=502×0.4 W=1000 W，故节约的电功率为 1 kW ，A 正确。8. B【解析】在输送功率一定的前提下， P输=U输I输,P损=I输2R线 ， η=P输−P损P输×100% ，所以选项B正确。9. B【解析】用户得到功率 P得=P−I2R=P−PU2⋅R，所以 B 正确.10. C【解析】由公式 ΔP=P2U2⋅R 可知，功率损失与输送电压的平方成反比，与导线电阻成正比，因此应提高输电电压，减小导线电阻，选项 A、B 错误；由公式 ΔP=I2R 可知，功率损失与输电线中电流的平方成正比，故应减小输电电流或减小导线电阻，选项 C 正确。11. 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 I1=PU1=3×106×103500×103 A=6×103 A，选项A错误。由 ΔU=Ir 得输电线路上的电压损失为 ΔU=I1r=6×103×2.5 V=15 kV，选项B正确。若改用 5 kV 的电压输电，输电线上损失的功率为 ΔP=I22r=P2U22r=3×106×1035×1032×2.5 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=U2r 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。12. C【解析】用户用电的总功率增加，输出功率增大，输入功率增大，升压变压器、降压变压器的原、副线圈电流都要增加，故A错误；输电线的电流由用户消耗的功率和高压输电电压有关，故B错误；用户总电阻减少，而输出电压不变，所以电流增大，功率损失 P损=I2R 增大，故C正确；升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压加上输电线分得的电压，故D错误。13. D【解析】根据理想变压器的变压比有 k=U1U，nk=U2U 线路的输送功率不变有 P=U1I1=U2I2 根据焦耳定律有 P1=I12R=(PU1)2R=(PkU)2R P2=I22R=(PU2)2R=(PnkU)2R，P2P1=I22I12=U12U22=1n2 14. C【解析】对两个变压器，U1U2=n1n2，U3U4=n3n4，所以 U1U2=U4U3，选项C正确；由能量守恒定律可知，发电机的输出功率等于用户消耗的功率和输电导线消耗的功率之和，选项D错误；输出电压 U1 一定，U2 也一定，当用户消耗的功率 P出 增大时，负载增多，并联支路增加，用户的总电阻减小，P出=I42R负载，降压变压器的输出电流 I4 增大，由 I3I4=n4n3 知，降压变压器的输入电流 I3 增大，即 I2 增大，则 U3=U2−I2r 减小，用户的电压 U4 减小，选项A、B错误。15. D【解析】在输送功率一定时，由 I=PU 知，电压提高到 n 倍，则电流变为原来的 1n，电压损失减为原来的 1n，故 A 、C 错误；由 P损=I2R 知，功率损失减为原来的 1n2，故 B 错误，D 正确.故选 D.16. D【解析】发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数比不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A项错误；闭合开关 S 时，负载增多，降压变压器输出功率增大，所以降压变压器的输出电流增大，故B项错误；理想变压器不改变交流电的频率，故C项错误；降压变压器的输出电流增大，降压变压器的匝数比不变，所以输电线上的电流增大，损耗的功率增大，故D项正确。17. D【解析】根据公式 P=UI 可知，当 U 变为原来的 n 倍时，I 变为原来的 1n，所以输电线上的电压降变为 ΔUʹ=InR线=1nΔU；电功率损失变为 Pʹ损=In2R线=1n2P损；输电线电阻 R=ρlS，当 l 变为原来的 n2 倍时，电阻增大为原来的 n2 倍，电功率损失不变，选项 D 正确。18. B【解析】当用 500 kV 电压送电时，输电线上输送的电流为 I=PU=3×106×103500×103 A=6000 A，A 项错误；输电线上损失的电压为 ΔU=Ir=6000×2.5 V=15 kV，B 项正确；若改用 5 kV 电压输电，虽用公式计算 ΔP=I2r=PU2r=3×106×10350002 W=9×108 kW，但从实际考虑，损失的功率不可能大于总功率，故 C 项是错误的；D 项中注意公式中的 U 应为输电线上的损失的电压，D 项错误。第二部分19. A， D20. B， D【解析】选项A中，I 是输电线中的电流，R 是输电线的电阻，但是 U 不是输电线上损失的电压，而是总的输送电压（是输电线和负载上电压之和），所以不能用 I=UR 计算输电线中的电流，在运用欧姆定律时，I 、 R 、 U 应该对应于同一部分导体。因为输送的功率一定，由 I=PU 可知，当输送的电压增为原来的 20 倍时，电流减为原来的 120，选项B正确；选项C中，R 是输电线的电阻，而 U 是总的输送电压，R 与 U 又不对应，所以 P=U2R 是错误的；输电线上损失的功率一般用 P损=I2R 计算，从选项B中已经知道电流减为了原来的 120。若 P损 不变，则输电线的电阻可增为原来的 400 倍，根据 R=ρLS，在电阻率、长度不变的条件下，那么导线的横截面积可减小为原来的 1400，即导线的直径减为原来的 120，所以选项D是正确的。21. B， D【解析】变压器的输入功率、输入电流的大小是由负载消耗的功率大小决定的，用电高峰期，白炽灯不够亮，消耗功率增大，输电线中的电流增大，线上电压增加，B正确；发电机输出电压稳定，升压变压器的副线圈的电压不变，降压变压器的输出电压由升压变压器副线圈的电压与线上损耗电压之差决定，D正确。22. A， C【解析】输电线上电流为 I=PU, 也可以用 I=UR 来表示，其中 U 为输电线上电阻 R 两端的电压，而不是输送电压，故A正确，B错误；输电线上的功率损失为 P损=I2R=P2U2R,C 正确；如果用 P损=U2R, 则 U 应为 R 两端的电压 U, 故D错误.题组三 远距离输电问题23. A， C【解析】由 P=IU 得 I=PU，输送的电功率 P 一定，采用高压输电，U 大则 I 小，输电线中的电流就小，由 P线=I2·r，在要求输电线损耗一定的情况下，就可选电阻率略大一点的材料作导线.若输电线确定，则可减少输电线上的能量损失，故 A 、C 选项正确.交变电流的频率是固定的，不需调节，输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故 B 、D 选项不正确.故选 AC.24. C， D【解析】输电线上电能的损耗为输电线的电阻的发热损耗，故有 P耗=U线2R线=I线2R线，可见输电线上损耗的功率与输电线上的电压降的平方成正比，与输电线中电流的平方成正比；由 P输=UI，输送的电功率一定，可知其损耗的电功率与输送电压的平方成反比。选项 C、D 正确。25. B， C【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 I1=n2n1I2=101×1 A=10 A，所以升压变压器的输出电压 U2=PI1=20×10310 V=2000 V，选项B正确；输电线上损失的功率为 P损=I线2r=I12r=102×10 W=1000 W，用户获得的功率为 P用户=P−P损=(20×103−1000)W=19000 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 n3n4 增大，由 U3U4=n3n4 可知用户获得的电压减小，选项D错误。26. B， D【解析】输电线电阻 R=ρLS，输电电流 I=PU 故输电线上损失的电功率为 Pʹ=I2R=PU2ρLS=P2ρLU2S 用户得到的电功率为 P用=P−Pʹ=P1−PρLU2S。故 B 、D正确。27. B， D【解析】损失的电功率为 Pʹ=I2R，而 I=PU，R=ρLS，代入得 Pʹ=P2ρLU2S，所以 P用=P−Pʹ=P1−PρLU2S，故 B、D正确。28. C， D【解析】由 P=UI 解得输电电流 I=PU=20 A，输电线路上损耗的功率不超过 P线=200 kW×2%=4 kW，由 P线=I2R，解得 R=10Ω，由于输电线长度需要 20 km，所以可以选择千米电阻 0.5Ω/ km 以下的型号 DYD100/C 或型号 DYD150/C，符合要求的是选项C、D。29. B， C第三部分30. A， B， D【解析】导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失就越小，A对；在输送功率一定的前提下，提高输送电压 U, 由 I=PU 知，能减小电流 I，从而减小发热损耗，B对；若输送电压一定，由 I=PU 知，输送的电功率 P 越大，I 越大，发热损耗就越多，C错；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济性等各种因素，不是电压越高越好，D对。