物理选择性必修 第二册第四节 远距离输电精练

课时跟踪检测（十四）  远距离输电

组—重基础·体现综合

1．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的。可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些。这是因为用电高峰时(　　)

A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低

B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小

C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大

D．供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小

解析：选C　照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以C项正确。

2．(2021·济南高二检测)输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，则下列说法正确的是(　　)

A．输电线上的电流变为原来的

B．输电线上的电压损耗变为原来的n倍

C．输电线上的电功率损耗变为原来的

D．为使输电线上的电功率损耗不变，输电距离可变为原来的n倍

解析：选A　输送一定功率的交变电流，输电电压提高到原来的n倍，根据I＝可得，输电线上的电流变为原来的，故A正确；根据U损＝Ir线可得，输电线上的电压损耗变为原来的，故B错误；根据P损＝I2r线可得，输电线上的电功率损耗变为原来的，故C错误；输电线上的电流变为原来的，为使输电线上的电功率损耗不变，根据P损＝I2r线可得，输电线的电阻应变为原来的n2倍，输电距离可变为原来的n2倍，故D错误。

3．下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是(　　)

①直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节和用电环节是交流

②直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而输电环节是交流

③整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流

④逆变器将交流变直流，整流器将直流变交流

A．①③　　　　　　　　　 B．②③

C．①④   D．②④

解析：选A　直流输电系统由整流器、直流线路和逆变器3部分组成，通过整流器将交流电变为直流电，利用逆变器将直流电变为交流电，因此说法①③正确，应选A。

4．(2021·潮州高二检测)我国“西电东送”采用特高压远距离输电。在西部发电厂附近升压变压器将电压升高，通过输电线输送到东部某地，再用降压变压器降压到稳定的工作电压，为负载供电。假设所用变压器均为理想变压器，发电机输出电压及输电线的电阻均不变。则(　　)

A．增加负载，输电线上损失的功率增大

B．增加负载，升压变压器的原线圈中电流减小

C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

D．升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压

解析：选A　由于负载增加，降压变压器输出的功率增大，负载线路电流变大，故高压输电线上的电流变大，由P损＝I2R知，输电线上损失的功率变大，因为输电线中电流变大，根据变压器原理可知，升压变压器原线圈中电流也变大，A正确，B错误；因为输电线存在电阻，有电压损失，所以升压变压器输出电压大于降压变压器输入电压，C、D错误。

5．(2020·浙江7月选考)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V。已知输电线上损失的功率P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是(　　)

A．发电机输出的电流I1＝40 A

B．输电线上的电流I线＝625 A

C．降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11

D．用户得到的电流I4＝455 A

解析：选C　发电机输出的电流I1＝＝ A＝400 A，选项A错误。输电线上的电流I线＝＝ A＝25 A，选项B错误。升压变压器的副线圈输出电压U2＝＝ V＝4×103 V，输电线损耗电压ΔU＝I线R线＝25×8 V＝200 V，降压变压器的原线圈电压U3＝U2－ΔU＝3 800 V，故降压变压器的匝数比＝＝＝，选项C正确。降压变压器的副线圈的输出功率P4＝P3＝P－P线＝95 kW，故用户得到的电流I4＝＝ A≈431.8 A，选项D错误。

6．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV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1 000 kV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2倍

C．输电线上降落的电压将变为原来的

D．输电线上损耗的电功率将变为原来的

解析：选C　根据输送电功率P输＝U输I输及P输不变，可知，输电电流I输＝∝，当U输变为原来的2倍时，I输变为原来的，选项A错误；输电线上降落的电压U降＝I输R线∝I输，所以，当输电电流变为原来的时，输电线上降落的电压也变为原来的，选项B错误，C正确；输电线上损耗的电功率P损＝I输2R线∝I输2，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的，选项D错误。

7．超导材料电阻降为零的温度称为临界温度，1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料，利用超导材料零电阻性质，可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用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

解析：选A　当输电导线总电阻为0.4 Ω时，由P＝UI得

I＝，输电线上损失的功率ΔP＝I2R＝2R＝2×0.4 W＝1 kW。

8．某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U＝1.0×103 V，假如输电线的总电阻R＝10 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U用户＝380 V。

(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号)；

(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少(使用的变压器是理想变压器)。

解析：(1)输电线路示意图如图所示。

(2)I1＝＝500 A

P损＝5%P＝5%×5×105 W＝2.5×104 W

由P损＝I22R，得I2＝ ＝50 A

I3＝＝＝1.25×103 A

所以＝＝

＝＝。

答案：(1)见解析图　(2)1∶10　25∶1

组—重应用·体现创新

9．新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁—库车750 kV输电线路工程正式投入使用，标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平。目前伊犁变电站的升压变压器原线圈的电压为750 V，副线圈的电压为750 kV，升压变压器的输出电功率为30万千瓦。若伊犁—库车750 kV输电线的总电阻为20 Ω，下列说法正确的是(　　)

A．伊犁—库车750 kV输电线的输送电流是0.4 A

B．伊犁—库车750 kV输电线的输送交流电的表达式为u＝750sin 100πt (kV)

C．伊犁变电站的升压变压器原、副线圈匝数之比为1∶1 000

D．伊犁—库车750 kV输电线上的功率损耗为3.2×105 W

解析：选C　由P＝UI可知，输送电流I＝＝ A＝400 A，故A错误。750 kV为电压的有效值，故输送交流电的表达式应为U＝750sin 100πt (kV)，故B错误。根据电压之比等于线圈匝数之比可得：n1∶n2＝750∶750×103＝1∶1 000，故C正确。输电线上的功率损耗为：P损＝I2R＝4002×20 W＝3.2×106 W，故D错误。

10．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则(　　)

A．用户端的电压为

B．输电线上损失的电压为U

C．理想变压器的输入功率为I12r

D．输电线路上损失的电功率为I1U

解析：选A　理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为U2，所以I1U1＝U2I2，A项正确；输电线上损失的电压为ΔU＝I1r，或者ΔU＝U－U1，B项错误；理想变压器输入功率为P＝I1U1，C项错误；输电线上损失的功率ΔP＝I12r，D项错误。

11．(多选)远距离输电线路可简化为下图，电厂输送的电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则(　　)

A．I2＜

B．输电线损失的电功率为

C．提高输送电压U2，则输电线中电流I2增大

D．电厂输送的电功率为U2I2

解析：选AD　在输电线路上，U2＝I2R＋U3，所以I2＜，故A正确；由于U2不是R两端的电压，所以输电线损失的电功率不是，故B错误；因为输送功率不变，根据P2＝U2I2，可知提高输送电压U2，则输电线中电流I2减小，故C错误；因变压器为理想变压器，所以有P1＝P2＝U2I2，故D正确。

12．(2021·汕尾高二检测)农网改造前，某偏远山区学校由小型发电机发电，通过升压变压器和降压变压器供电，输电线路如图所示。升压变压器的匝数比为1∶6，降压变压器的匝数比为6∶1，两变压器间输电线的总电阻为R＝2 Ω，其余导线电阻均不计。全校共启用了33间教室，每间教室有6盏相互并联的“220 V　40 W”灯泡，要求所有灯都正常发光，求：

(1)两个变压器之间输电线上损失的电压；

(2)发电机的输出电压和输出功率。

解析：(1)设降压变压器原线圈中电流为I3，副线圈中电流为I4，

则I4＝N＝33×6× A＝36 A

根据＝，解得I3＝6 A

输电线上损失的电压ΔU＝I3R＝12 V。

(2)根据＝得降压变压器原线圈两端的电压U3＝U4＝1 320 V

故升压变压器副线圈两端的电压U2＝U3＋ΔU＝1 332 V

根据＝可得升压变压器原线圈中的电压U1＝U2＝222 V

输电线路上损失的功率ΔP＝I32R＝62×2 W＝72 W

发电机输出功率P总＝33×6×40 W＋ΔP＝7 992 W。

答案：(1)12 V　(2)222 V　7 992 W