人教版 (2019)选择性必修 第二册电能的输送课后复习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册电能的输送课后复习题，共5页。
知识点一：输送电能
1．输送电能的基本要求
(1)可靠：指保证供电线路可靠地工作，故障少．
(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定．
(3)经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少.
2．降低输电损耗的两个途径
由公式P损＝I2r知，有两个途径能减少输电损耗：
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用电阻率较小的金属材料，尽可能增大导线的横截面积.但过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工程带来困难．
(2)减小输电线中的电流：在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压.
3．高压输电
(1)现代远距离输电的电压都很高，目前我国远距离送电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV的特高压．
(2)高压输电也不是越高越好．电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多．
(3)实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的电压．
知识点二：电网供电
1．电网
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络.
2．电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．
(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡．
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
知识点三：输电线路中的参量关系
把上图简化成如图所示，用户电阻为R用，损耗电阻为r，变压器的电压分别是U1、U2、U3、U4，电流分别为I1、I2、I3、I4，功率依次为P1、P2、P3、P4，线圈匝数分别为n1、n2、n3、n4，电路的损耗为U损、P损。
1.电压关系
按照变压器的变压规律有：
升压变压器的电压关系：
降压变压器的电压关系：
在中间这个部分的回路中r是导线电阻，U3是降压变压器获得的电压。于是根据串联分压原理，可以得到传输过程的电压关系：U2=Ur+U3，这样咱就把四个电压联系起来了。
2.电流关系
根据理想变压器的电流规律得：升压变压器的电流关系：，降压变压器的电流关系：
如果把升压变压器看做电源，由于整个电路是串联关系，那么回路中的电流I2和流过电阻r的电流Ir和I3应该处处相等。则传输过程的电流关系：I2=Ir=I3。这样四个部分的电流也都联系起来。
3.功率的关系
由于理想变压器没有功率损耗，因此升压变压器的功率关系：P1=P2，降压变压器的电流关系：P3=P4
在中间这个部分电阻r上会有热损耗Pr=122r，于是传输过程的功率关系：P2=Pr+P3
这样四个功率也联系起来了。 在解题过程中，这些公式非常重要，你在花点儿时间好好记住。
[典型例题、易错易混点剖析]
易错易混点1 输电线上的电压和功率损失
易错易混点辨析.1．输电线上的电压损失ΔU＝U－U′＝Ir＝eq \f(P,U)r.
输电线上的功率损失
(1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻．
(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝eq \f(ΔU2,r)，其中ΔU为输电线上的电压损失．
3．减少电压损失和功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻r，根据r＝ρeq \f(L,S)，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
(2)减小输电电流I，根据I＝eq \f(P,U)，在输送功率P一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的eq \f(1,n)，输电线上的功率损耗将降为原来的eq \f(1,n2).
例题1.如图所示，某发电机输出功率是，输出电压是，从发电机到用户间的输电线总电阻为，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是（ ）
A． B． C． D．
解析：选C，输电线损失功率为
所以输电线电流，升压变压器原线圈电流
故升压变压器原、副线圈匝数比，升压变压器副线圈两端电压
输电线损失电压，降压变压器原线圈电压
故降压变压器原、副线圈匝数比为，ABD错误，C正痛。故选C。
例题2.如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为，降压变压器的原副线圈匝数比为，输电线的电阻为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为，若由于用户的负载变化，使电压表的示数增大了，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数减小了B．输电线损失的功率减小了
C．电流表的示数减小了D．输电线损失的功率减小了
解析：选A，AC．降压变压器原副线圈两端的电压之比等于b，所以有即降压变压器原线圈两端电压增大了 ，所以输电线上损失的电压减小，故电流表A1示数减小了即输电线上电流减小了，根据电流与匝数成反比知，电流表A2示数减小了C错误A正确；BD．由于输电线上电流减小了，故输电线损失的功率减小量为，BD错误。故选A。
易错易混点2 解决远距离高压输电问题的基本方法
易错易混点辨析：1．首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
2．理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1； 回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3； 回路3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4. (2)电压关系：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，U2＝ΔU＋U3，eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4).
(3)电流关系：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，I2＝I线＝I3，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3). (4)输电电流：I线＝eq \f(P2,U2)＝eq \f(P3,U3)＝eq \f(ΔU,R线).
(5)输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝eq \f(ΔU2,R线)＝ΔU·I线．
(6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3.
例题3.2017年8月，广东省受台风“天鸽”影响，造成大面积停电。某通讯公司准备的应急供电系统如图所示，图中T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器，R表示输电线电阻，I表示电流，U表示线圈两端电压，n表示线圈的匝数，下列说法正确的是（ ）
A．如果发电机的输出功率为P，则P＝U1I1＝U2I2＝U4I4
B．若，则有U1＝U4
C．用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小
D．如果发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为R
解析：选D,如果发电机的输出功率为P，因理想变压器没有能量损失，故有,但输电线上消耗功率，故故A错误；B．因为输电线上有电压损失，所以U1≠U4，故B错误；C．用户消耗的功率越大，三个回路中的电流越大，输电线上消耗的功率也越大，故C错误；D．如果发电机的输出功率为P，则输电线中的电流为,输电线上消耗的功率为故D正确。故选D。
例题4.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
解析:选C，A．当这些额定电压为的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为
A错误；B．导线电阻为则发电机的实际输出电压为
B错误；C．在输电线路上损失的电功率为，C正确；D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是D错误。故选C。
易错易混点3 影响输电损耗的因素
易错易混点辨析：由公式P损＝I2r知，有两个途径能减少输电损耗：
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用电阻率较小的金属材料，尽可能增大导线的横截面积.但过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工程带来困难．
(2)减小输电线中的电流：在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压.
例题5．远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是（ ）
A．提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率
B．提高输电电压，势必增大输电导线上的电流
C．提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗
D．只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率
解析：选A，A．输送功率不变时，根据可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，提高输电效率，A正确；B．根据可知，输送功率不变时，提高电压可以小输电线上的电流，B错误；C．根据输送功率不变时，根据 可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率 可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，减小了输电导线上能量的损耗，C错误；D．输送功率不变，根据P=UI知，增大导线的电阻，对电流无影响，D错误。故选A。
例题6.下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（ ）
A．减小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．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
解析：选B，A．减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率，不利于减小输电过程中的电能损失，故A错误；B．高压输电是通过减小输电电流，根据输电过程中损失的电功率，有利于减小电路的发热损耗，故B正确；C．输送的电功率越大，输电线上的电流越大，输电过程中的电能损失越大，故C错误；D．高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所以不是输电电压越高越好，故D错误。故选B。
易错点4.用户端功率的改变判断输电线物理量的变化
易错点辨析：如果远距离输电的电功率P不变，输电电压为U，输电导线电阻为R线，则输电导线上发热损失的功率P损＝I2R线＝eq \f(P2,U2)R线，因此输电电压若提高到nU，则P损将减为原来的eq \f(1,n2).
例题7.如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图，图中变压器均可视为理想变压器，电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用表示，并且电阻不变。变阻器相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时，相当于变小，则当用电进入高峰时，下列说法错误的是（ ）
A．电压表的读数均不变，电流表的读数增大，电流表的读数增大
B．电压表的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大
C．电压表的读数之差与电流表的读数的比值不变
D．线路损耗功率增大
解析：选A，AB．根据变压器的变压规律有，在高压传输电路上，有
，因为发电厂输出的电压一定，所以不变，在用电高峰，变小，所以、减小，所有电流表示数均增大。A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．电压表的读数之差与电流表的读数的比值表示输电线电阻，故比值不变。C正确，不符合题意；D．线路电流变大，所以根据可知，输电线损耗的功率变大。D正确，不符合题意。故选A。
例题8.如图所示为一远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r均不变，变压器均为理想变压器。随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，下列说法中正确的是（ ）
A．变压器的输出电压U2增大B．变压器的输出电压U4减小
C．输电线上的电流I3减小D．输电线损耗的功率减小
解析：选B，A．升压变压器原副线圈的电压满足，由于发电机的输出电压U1和匝数比不变，故变压器的输出电压U2不变，选项A错误；C．随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，电流I4变大，降压变压器两侧电流满足匝数比不变，可知I3变大，选项C错误；BD．I3变大，输电线损耗的电压，损耗的功率均变大，降压变压器原线圈的电压可知U3减小，进一步导致U4减小，选项B正确，D错误。故选B。
【针对训练】
单选题
1．由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了36％，这时供电电网上电压比原来降低了（ ）
A．64％B．36％C．20％D．10％
解析：选C,设用电器的电阻为R，输电线的电阻为r，当电压未降低时，电压为U，则用电器的功率为,当电压降低时，电压为，则用电器的功率为解得
，所以电压减小了0.2倍，即比原来降低了20％。故选C。
2．“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。它将西部丰富的自然资源水能转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区，这样既实现了东西部地区双赢的目标，也形成了经济发展与环境保护双赢的局面。为了减少输电线上的电能损耗，需要采用高压输电。若金沙江流域上的向家坝水电站输出的功率不变，输出电压提高为原来的20倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的（ ）
A．B．C．D．
解析：选D，根据可知，输出的功率不变，输出电压提高为原来的20倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的。故选D。
3．超导是当今高科技的热点，利用超导体材料可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V，若用临界温度以下的超导体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．1kWB．10kWC．1.6kWD．1600kW
解析：选A，输电电流为，输送电路的输出电压为输出功率为
若用超导体电缆替代原来的输电线后，由于线路上没有损耗，则输出功率等于提供给用电器的电功率，即
所以节约的电功率故选A。
4．小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( )
A．降压变压器的输入电压为11 kVB．发电机的输出功率为22 kW
C．输电线的电流为1 100 AD．输电线上损失的功率约为8.26 W
解析选A，A.降压变压器输出电压220 V，根据变压器原理：，代入数据解得：，A正确BCD.降压变压器输出功率：，而，代入数据解得：输电线电流，输电线上功率损失：，根据：，所以发电机输出功率为22040W，BCD错误。
5．图是远距离输电的示意图，下列说法正确的是( )
A．a是升压变压器，b是降压变压器
B．a是降压变压器，b是升压变压器
C．a的输出电压等于b的输入电压
D．a的输出电压等于输电线上损失的电压
解析选A,因能量损失与输送电压的平方成反比故为减小电路能量损耗，要用高压送电，到用户要进行降压．故a为升压变压器，b是降压变压器，故A正确，B错误；因电路导线有电阻，会有电压损示，故a的输出电压要大于b的输入电压．且a的输出电压减去输电线上的损失电压等于b的输入电压，故CD错误；故选A.
6．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200WD．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5
解析选D，A.电动机的输入功率为，两端电压为，则通过电动机的电流，则电动机内部消耗的功率则电动机输出功率则电动机的机械效率A错误；BC.根据变流比可知，降压变压器输入电流根据变压比可知，降压变压器输入电压根据欧姆定律可知，输电线分压△输电线消耗功率
△△则升压变压器输出电压△升压变压器的输出功率△则升压变压器输入功率根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，则升压变压器的输入电流电流表的示数为11A，BC错误；D.根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比D正确。故选D。
7．某水电站，用总电阻为5Ω的输电线给940km外的用户送电，其输出电功率是3×106kW。现用500kV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1×105A
B．输电线上损失电压为300kV
C．该输电系统的输电效率为96%
D．若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×108kW
解析选D，A．输电线上输送的电流大小为A错误；B．输电线上损失电压为B错误；C．损失的功率为故该输电系统的输电效率为
94%，C错误；D．若改用10kV电压输电，则输电电流为输电线上损失的功率为D正确。故选D。
8．在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为，则除冰时（ ）
A．输电电流为B．输电电流为9I
C．输电电压为3UD．输电电压为
解析：根据△P=I2r，导线上的热损失功率变为原来的9倍，电流应增加为原来的3倍，即为3I；由P=UI知，则输送电压变为。故选D。
9．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW，现用500kV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2×105A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C．输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻
D．输电线上损失的功率为9×107kW
解析：A．由P=UI，得用500kV电压输电时输电线上输送的电流故A错误；B．由
得输电线上的电压损失故B正确；C．输电线上损失的功率为
U为输电线上损失的电压，故C错误；D．输电线上损失的功率故D错误。故选B。
10．在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则与的关系正确的为（ ）
A．；B．；
C．；D．；
解析 输电线电阻，输电电流，故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为，故选B。
11．如图为远距离输电示意图，升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为，在的原线圈两端接入一内阻为、电动势的交流电源，两条输电线的总电阻为r，假设用户处的总电阻为R，不考虑其他因素的影响，两变压器均为理想变压器，则输电线上损失的电功率为（ ）
A．B．
C．D．
解析由题意可知降压变压器原线圈有，同理，升压变压器原线圈有又，联立解得输电线上的电流，则输电线上损失的电功率故A正确，BCD错误。故选A。
12.如图所示是三峡电站向浙江地区送电的简化模型。两变压器均为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数比为，降压变压器原副线圈匝数比为，用户端得到的是电压为、功率为P的正弦式交变电流，输电线总电阻为，不考虑其他影响下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器输出端的电压为B．降压变压器的输入端的电压为
C．输电线上的电流为 D．输电线上损失的功率为
解析：A．设降压变压器原副线圈的电压有效值分别为、，则有，，
设输电线上分得的电压为△，则△，△联立解得故 A正确；
B．由得故B错误；C．输电线上的电流为故C错误；D．输电线上损失的功率为△故D错误。故选A。
多选题
13.如图甲所示为某发电站远距离输电的原理图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端正常工作的额定电压为，降压变压器原副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈所接交变电流如图乙所示，当用户端正常工作消耗的总功率为时，下列说法正确的是（ ）
A．发电厂的输出功率为120kW
B．升压变压器原副线圈的匝数比为
C．用户增加时，用户得到的电压升高
D．用户增加时，输电线消耗功率增加
解析：选BD，A．当用户端正常工作消耗的总功率为时，用户端电流为，输电线路的电流为输电线路上损耗的功率为发电厂的输出功率故A错误；B．由题图乙可知原线圈两端电压为原线圈电流为所以升压变压器原副线圈的匝数比为故B正确；CD．用户增加时，用户端总功率增大，发电厂输出功率增大，而输出电压不变，所以输出电流增大，则输电线路上的电压损失增大，输电线消耗功率增加，用户得到的电压降低，故C错误，D正确。故选BD。
14.如图所示为远距离输电示意图，升压变压器的原、副线圈匝数为，一座小型发电站的输出电压为，输出的电功率为，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为、，输电导线的总电阻为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上的电流大小B．输电线上损失的电压
C．输电线上损失的功率D．用户得到的功率
解析：选BD，A．对于理想变压器有 联立解得故A错误；B．输电线上损失的电压为故B正确；C．输电线上损失的功率故C错误；D．用户得到的功率故D正确。故选BD。
15.一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，如图所示。输电线的总电阻为R，T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（ ）
A．当用户使用的电器增加时，U2、U3、U4均变小
B．输电线的总电阻R两端的电压等于U2-U3，且随用户使用的电器增加而增大
C．输电线上损失的功率为，且随用户使用的电器增加而增大
D．要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比
解析．选BCDA．交流发电机的输出电压U1一定，匝数未变，根据知U2不变，A错误；B．输电线的总电阻R两端的电压等于U2-U3，用户使用的电器增加，T2的输出电流增大，则输电线上的电流也会增大，R上的电压增加，B正确；C．输电线上的电流则输电线上损失的功率为用户使用的电器增加，输电线上的电流会增大，则输电线上损失的功率增加，C正确；D．输送功率一定时，根据，可知，要减小线路的损耗，应增大输送电压U2，又U1一定，根据知，应减小升压变压器的匝数比，又有，U2增大，I减小，所以U3增大，为使用户电压U4不变，根可知，应增大降压变压器的匝数比，D正确。故选BCD。
16.2021年9月东北地区的高峰拉闸限电事件让我们清醒地认识到，随着人类能源消耗的迅速增加，如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器、均为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数之比为11∶5，两端的电压随时间t变化规律为：，假设负载是电阻为电水壶，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源输出的交流电周期为
B．变压器副线圈两端的电压为
C．经过1分钟电水壶产生的焦耳热是
D．为了减少输电线r上的电能损失，变压器应该使用升压变压器
解析：选CD，A．变压器改变电压和电流，不改变频率，故电源的频率与的频率相同，则交流电源输出的交流电周期为A错误；B．由题意可知，降压变压器副线圈两端电压的有效值为
原线圈两端电压的有效值为由于输电线上一定有电压损失，故变压器副线圈两端的电压大于，B错误；C．电水壶中的电流为经过1分钟电水壶产生的焦耳热为C正确；D．变压器原副线圈满足输电线上损失的功率可表示为
变压器使用升压变压器，可减小电流，减小功率损失，D正确。故选CD。
17.“华龙一号”是中国自主研发的第三代核电技术，跻身世界前列，其远距离输电线路简化如图，变压器为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数分别为、，电压分别别为、，电流分别为、，降压变压器原副线圈匝数分别为、，电压分别别为、，电流分别为、，输电线的电阻为，下列说法中正确的是（ ）
A．电厂发出的电是直流电
B．
C．若，则升压变压器与降压变压器的匝数比满足
D．夜晚用户增多，输电线上损失的功率增大，用户两端的电压减小
解析：选BD，A．电厂发出的电是交流电，才能通过变压器，A错误；B．输电线上损失电压为解得B正确；C．由变压器的电压与匝数成正比可得，
由于输电线上的电压损失，故满足若，则升压变压器与降压变压器的匝数比满足
C错误；D．夜晚用户增多，消耗的功率增大，由可知，I4增大、I3增大，输电线上损失的功率、损失的电压增大，导致U3减小，U4减小，即用户两端的电压减小，D正确。故选BD。
18.如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为，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，电动机内阻为，电动机的机械效率恒为80%，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（ ）
A．该发电机的电流方向每秒钟改变50次，图示位置线圈的磁通量变化率为0
B．不计摩擦，线框转动一圈过程中，克服安培力做功24J
C．保持线框转速不变，若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将增加
D．若线框转速变为，电动机的机械功率将变为220W
解析：选BCD，A．依题意，可知交变电流的频率为线圈每转一圈，电流方向改变两次，所以该发电机的电流方向每秒钟改变100次，图示位置为中性面，线圈的磁通量变化率为最大。故A错误；
B．电动机的机械效率恒为80%，有可知，流过电动机的电流为回路中消耗的总电功率为根据能量守恒，线框转动一周过程中，克服安培力做功故B正确；C．若电动机突然卡住，电动机变成纯电阻电路，流过电路的电流增加，导致输电线的电流增加，输电线上的损耗功率增加。故C正确；D．由题可知，原来的转速为线圈产生的电动势有效值为可知，若线框转速变为，其有效值要减半，所有用电器的电压和电流都变为原来的一半，对电动机产生热的功率为电动机的机械功率将变为故D正确。故选BCD。
非选择题
19．查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V的直流电压，最多可满足6000盏16W的爱迪生灯泡使用。
（1）电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？
（2）估算直流发电机的输出电压；
（3）若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡正常使用？
答案（1）85.5%；（2）758V；（3）不能
解析（1）根据题意，用户能够使用的最大功率为
电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比为%＝85.5%
（2）由功率公式，计算线路中直流电流大小为
所以直流发电机输出电压即电路中的输送电压为
（3）由功率计算公式可求得线路中的电阻大小为
输送距离增加一倍，则线路中电阻变为，此时线路上损耗的电压为
由于这意味着输送电压小于线路上的损耗电压，因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。
20．北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念．作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98550kW·h时的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用．假如该发电系统的输出功率为1×105W．
(1)按平均每天太阳照射6h计，该发电系统一年(365天计)能输出多少电能？
(2)假若发电系统的输出电压为250V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为R线＝8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%．求应选用匝数比多大的升压变压器．
答案（1）；（2）
解析（1）由题意可以知道：，时间为：，一年能输出电能为
（2）依题意作出如下图输电示意图
当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为，
根据
解得
升压变压器的匝数比为
降压变压器副线圈中电流，即为提供给所有用户的总电流，用户获得的总功率为
又
所以
其原线圈中电流，降压变压器的匝数比为
核心素养
学习目标
物理观念
知道远距离输电时输电线的损耗与哪些因素有关，理解高压输电的道理
科学思维
通过降低输电损耗的分析，体会科学思维的在构建物理模型中的重要作用。
科学探究
培养学生运用物理规律和公式分析解决实际问题的能力
科学态度
与责任
通过对简单的远距离输电线路分析与计算，体会科技对社会发展的推动作用。
型号
AED6500S
输出电压范围
最大输出功率