高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册4 电能的传输综合训练题

3.4电能的输送基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示为远距离输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其原、副线圈的匝数比分别为1：n和n：1（n为大于1的整数），发电站的输出电压及长距离输电线的电阻均为定值，其他导线的电阻忽略不计．已知发电站的输出电压为U1、电流为I1，用户得到的电压为U2，电流为I2，则下列判断正确的是（　　）

A．

B．U1＝U2

C．用户越多，U2越大

D．用户越多，I2越大

2．在远距离高压输电线路中，设输送电功率、输电线路上损失的功率、导线长度和材料均相同，若两次输电电压U1:U2=1:k，则此两种情况下导线横截面积S1:S2为（    ）

A．1:k B．k:1

C．1:k2 D．k2:1

3．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响，则（）

A．输电电流变为原来的2倍

B．输电线上降落的电压将变为原来的

C．输电线上降落的电压将变为原来的2倍

D．输电线上损耗的电功率将变为原来的

4．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示。输电线总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为的用电器正常工作，则（　　）

A．图乙中电压的瞬时值表达式为

B．图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是，所以

C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大

D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率

5．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　　）

A．电动机的机械效率为60%

B．电流表的示数为10A

C．输电线路损失的电功率为200W

D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5

6．“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的10倍，则输电线路中电阻损耗的功率将减少到原来的（　　）

A． B． C． D．

7．如图所示为一远距离输电示意图，图中①②均为理想变压器，输电导线总电阻为R.下列关系式正确的是（）

A．输电导线中的电流

B．输电导线上损失的功率

C．变压器①的输出电流和变压器②的输入电流的关系满足

D．增加灯泡的个数，变压器②的输入电压增大

8．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设吉林、长春两地用超高压输电，设输电线的电阻为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户得到的功率为（　　）

A．P B．P- C．P-U2r D．

9．如图所示为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率、输出电压均恒定，输电线电阻不变．升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2．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．输电线损耗的功率为

C．将P下移，用户获得的电压将降低

D．将P下移，用户获得的功率将增大

10．我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1600万千瓦正式并网发电。在传输电能总功率不变情况下，从原先高压输电升级为特高压输电，则下列说法正确的是（   ）

A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的

B．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的

C．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的

D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的9倍

11．下列说法不正确的是（）

A．变压器是利用电磁感应现象工作的

B．高压输电是为了减少输电线上电能的损失

C．电路中自感的作用是加快电流的变化

D．金属探测器是利用涡流工作的

12．高压输电可使输送中的电压损失大幅降低，当采用高电压U向远方某地区输电时，电压损失U。保持输电线电阻不变，若U变小，则（　　）

A．输电线上损耗的电功率P不变

B．输电线上损耗的电功率P变大

C．若输入功率不变，则U变小

D．若U不变，则输入的功率变小

13．在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交流电，现将输电电压提高1倍，并保持输电线上损失的功率不变，则用铝量可比增压前减少（）

A．25%

B．50%

C．60%

D．75%

14．某发电机说明书的部分内容如表所示。现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为，安置区家用电器的总功率为，当这些额定电压为的家用电器都正常工作时，下列说法正确的是（　　）

A．输电线路中的电流为

B．发电机的实际输出电压为

C．在输电线路上损失的电功率为

D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是

15．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副，线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（　　）

A．若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW

B．若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加

C．若保持发电机输出电压U1一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少

D．若发电机输出电压U1一定，若用户数增加，为维持用户电压U4一定，可将滑片P上移

二、填空题（共4题）

16．电网输电的优点

（1）降低一次能源的运输成本，获得最大的______。

（2）减小断电的风险，调剂不同地区______的平衡。

（3）合理调度电力，使______的供应更加可靠，质量更高。

17．发电机端电压为220 V，输送功率110 kW，若要保证用户至少获得100 kW电功率，则输电导线电阻不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至5 500 V后进行输电，则导线电阻不得大于________Ω.

18．为了减小远距离输电过程中在线路上的损耗，在功率和线路电阻一定时，应该采用提高______ 的方式输电．

19．在雨雪冰冻天，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为，电流为，热损耗功率为；除冰时，输电线上的热耗功率需变为，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）输电电流为_________ , 输电电压为_______.

三、综合题（共4题）

20．一台交流发电机的输出电压为250V，输出功率为100kW，向远处输电所用输电线的总电阻为8Ω ，要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户正好得到220V的电压。求：

（1）输电线上的电流；

（2）供电处的升压变压器的原副线圈的匝数比；

（3）用户处的降压变压器的原副线圈的匝数比。

21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输电电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电，求：

（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；

（2）输电线路导线电阻R；

（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比．

22．为防止停电对教学的影响，在停电时，距学校较远的校办工厂负责对教学楼供电．已知该校办工厂的发电机的输出功率P=10kW，发电机的输出电压U=250 V,若直接向学校供电时，教学楼处得到的电压恰好为U'=220 V．若安装变压器，使输电线上损失的功率为输送总功率的3%，教学楼处得到的电压还是220 V，则请画出输电线路的示意图，并求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比。

23．在远距离输电时，要尽量考虑减少输电线上的功率损失．现有一个小型发电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，输电效率η=60%，则

(1)输电线的总电阻r是多少?

(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么，发电站应使用多高的电压向外输电?

参考答案

1．D

2．D

3．B

4．A

5．D

6．B

7．B

8．B

9．D

10．C

11．C

12．D

13．D

14．C

15．D

16．经济效益    电力供需    电力   

17．0.04;    25;   

18．电压  

19．3I       

20．（1）25A；（2）1：16；（3）190：11．

21．（1） （2） （3）

22．输电线路的示意图，升压变压器，降压变压器

23．(1)(2)