2024年高考物理選修二練習(xí)第4節(jié) 電能的輸送

第4節(jié)電能的輸送

【刷基礎(chǔ)】

【題型1輸電線上電壓、功率損失的計算】

1.高壓輸電過程中，輸電電壓為U,輸電功率為P,輸電導(dǎo)線上電阻為R,則下列說

法中錯誤的是（）

2

A.損耗的功率為七u~B.輸電導(dǎo)線上的電流為臺p

KU

PP2

C.損失的電壓為與RD.用戶得到的功率為p—與水

答案：A

解析：根據(jù)尸=U/,輸電導(dǎo)線上的電流為/=存，則輸電導(dǎo)線上損耗的功率為尸報

P

=如故A錯誤，B正確；根據(jù)歐姆定律可得。損=汰=濟，故C正確；根據(jù)能量守恒

定律可知，用戶得到的功率為P=P—每，故D正確.A符合題意.

2.［浙江浙南名校2021高二上期末］（多選）在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變

壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，當(dāng)發(fā)電廠的

輸出功率減小時，下列說法中正確的有（）

A.升壓變壓器的輸出電壓增大

B.降壓變壓器的輸出電壓增大

C.輸電線上損耗的功率減小

D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大

答案：BC

解析：根據(jù)?=今，只要發(fā)電機輸出電壓不變，匝數(shù)比不變，升壓變壓器的輸出電壓就

不變，A錯誤；輸出功率減小，是由于輸出電流減小，因此輸電線上損耗的電壓AU減小，

由于。3=仍一降壓變壓器的輸入電壓增大，因此降壓變壓器的輸出電壓也增大，B正

確；輸電線上損耗的功率AP=/2R,由于電流減小，因此輸電線上損耗的功率減小，C正確；

AD12JDJD

輸電線上損耗的功率占總功率的比例為3-=777=7T，由于/減小，而仍不變，因此輸電線

上損耗的功率占總功率的比例減小，D錯誤.

【題型2遠.距離輸電的電路■分析】

3.［河北滄州2021高二上期末］（多選）如圖所示為遠距離輸電的示意圖，升壓變壓器原、

副線圈的匝數(shù)比為5：n2,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為113:n4,變壓器均為理想變壓

器，發(fā)電廠輸出電壓恒定，輸電線的電阻為r.則下列判斷正確的是（）

A5＞也出

-U4112114

2

B.輸電線上損失的功率為U職,

C.若輸送功率增大，則U4減小

D.若輸送功率增大，則輸電線損失功率與輸送功率之比減小

答案：AC

解析：由理想變壓器電壓關(guān)雄之，容非有先興普2由于輸電線有電壓損

失，則俗1，故皆喘念A(yù)正確；輸電線損失的功率為=（心；）,B錯誤；若輸

送功率增大，在輸送電壓恒定的情況下，則輸送電流增大，輸電線損失電壓增大，則。3減

小，根據(jù)備=詈知。4減小，C正確；若輸送功率增大，則輸送電流/2增大，則輸電線損失

功率與輸送功率之比為胃=￡=得；=￡U1不變，由。2=加1知5不變，由于，2增大，

則輸電線損失功率與輸送功率之比增大，D錯誤.

4.如圖所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m,降壓變壓器的變壓比

為n,輸電線的電阻為R,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠輸出的電壓恒

為U,若由于用戶的負載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了AU,則下列判斷正確的是（）

A.電流表A2的示數(shù)增大了一葭

B.電流表Ai的示數(shù)增大了啥

C.電壓表V1的示數(shù)減小了AU

2

D.輸電線多損失的功率為（啜）R

答案：B

解析：降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓之比為樂所以有/=%即降壓變壓器原線

圈兩端電壓減小了必U,根據(jù)歐姆定律，電流表Ai示數(shù)增大了嚕^輸電線上電流增大了嚕^

根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知，電流表A2示數(shù)增大了〃?券幺=或器，故A錯誤，B正確；根

據(jù)題意知發(fā)電廠的輸出電壓恒為U,升壓變壓器的變壓比不變，所以電壓表Vi的示數(shù)不變，

故C錯誤；由于輸電線上電流增大了甯,故輸電線上多損失的功率為=—/]2R=（/,]2

2

-ZiW（AT）2/?,即不等于（啜|R,故D錯誤.

5.[湖北鄂州2021高二上期末]如圖所示為某發(fā)電廠向遠處用戶輸電的示意圖，已知發(fā)

電廠的輸出功率為P=100kW,發(fā)電廠輸出電壓Ui=250V,向用戶送電的輸電線總電阻R

線=10Q現(xiàn)要使輸電線上的功率損失為輸送功率的1%,用戶得到的電壓又正好是220V,

不考慮其他方面的損耗，則所用的變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比分別是多少.

解析：設(shè)輸電線路中的電流為I,則輸電線上損耗的功率

33

P損=PR線，由題意有P；ia=l%P=0.01xl00xl0W=lxlOW,

代入數(shù)值解得1=10A.設(shè)升壓變壓器輸出端電壓為U2,則有用

戶

P=U2I,解得U2=1.0X104V,所以對升壓變壓器，若不考慮

其他方面的損耗，輸入端的電壓就等于發(fā)電廠輸出電壓，于

是記=興=4.設(shè)輸電線上損失的電壓為u線，由歐姆定律有U

線=IR線=100匕所以降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3=U2—U線=9900V,設(shè)用戶得到的

電壓為U4,則對降壓變壓器有益m=U^a=蜀990/0V=中45

【刷易錯】

【易錯點不能區(qū)分輸電電壓和輸電線上損失的電壓】

6.［湖南張家界2021高二上期末］中央電視臺某節(jié)目多次報道某些邊遠落后農(nóng)村電價過

高，農(nóng)民負擔(dān)過重的問題，不利于國家扶貧政策的展開，為減少遠距離輸電的損耗，某發(fā)

電站采用高壓向外輸送電能.若輸送的總功率為Po,輸電電壓為U,輸電導(dǎo)線的總電阻為

R.則下列說法正確的是（）

A.輸電線上的電流I邛B.輸電線上的電流1=*

KU

U2

C.輸電線上損失的功率D.輸電電壓提高一倍，損失的功率減小為原來的一半

答案：B

解析：根據(jù)尸o=U/可得輸電線上的電流/=號，設(shè)損失電壓為A<7,則輸電電流/=年，

此式中的AU不是輸電電壓U,A錯誤，B正確；輸電線上損失的功率尸損=/2氏=伶）氏=

MJ,故C錯誤；根據(jù)？攪=伶>氏可知輸電電壓。提高一倍，損失的功率減小為原來

的四分之一，D錯誤.

【刷提升】

1.［河北石家莊正定中學(xué)2021高二下月考］如圖為遠距離高壓輸電的示意圖，關(guān)于遠距

離輸電，下列表述不正確的是（）遠距離高壓

升輸電線路

壓

A.增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的能量損失發(fā)高壓I

變

電變電

壓

B.高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗站

器

低

C.在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的能量壓

電

變

損耗越小所

D.高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好

答案：C

解析：遠距離輸電過程中的主要能量損耗是輸電導(dǎo)線的發(fā)熱損耗，由尸損=冏？可以看

出，在保證輸電功率的前提下有兩種方式可減小輸電中的能量損失，一是減少輸電線的電阻,

由/?=管知可增加輸電導(dǎo)線的橫截面積，二是減小輸電電流，故A、B正確；若輸電電壓一

定，由尸=見知輸送的電功率越大，輸電電流越大，則輸電中能量損耗P損=/2R越大，C

錯誤，符合題意；輸電電壓過高會增加絕緣難度，提高架線費用，還容易引起大氣放電，增

加能量損耗，故電壓不是越高越好，D正確.

2.［山東濟寧2021高二下期中］如圖所示為一遠距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓

Ui和輸電線的電阻r均不變，變壓器均為理想變壓器.隨炎熱夏季的來臨，空調(diào)、冷風(fēng)機

等大功率電器的使用增多，下列說法中正確的是（)

A.升壓變壓器的輸出電壓U2增大

B.降壓變壓器的輸出電壓U4減小

C.輸電線上的電流13減小

D.輸電線損耗的功率減小

答案：B

解析：升壓變壓器原、副線圈的電壓滿足治=?，由于發(fā)電機的輸出電壓Ui和匝數(shù)比

不變，故變壓器的輸出電壓。2不變，選項A錯誤；隨炎熱夏季的來臨，空調(diào)、冷風(fēng)機等大

功率電器使用增多，電流R變大，降壓變壓器兩側(cè)電流滿足牛=中，匝數(shù)比不變，可知/3變

大，選項C錯誤；/3變大，輸電線損耗的電壓AU=/3r,損耗的功率公尸=笈7均變大，降壓

變壓器原線圈的電壓。3=。2—AU,可知。3減小，故減小，選項B正確，D錯誤.

3.［浙江溫州環(huán)大羅山聯(lián)盟2021高二下期中］如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高

壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖；圖中變壓器均可視為理

想變壓器，圖中電表均為理想交流電表；設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓不變，兩條輸電線總電阻用

Ro表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用

電進入高峰時，下列說法正確的是（）

A.輸電線電阻Ro消耗功率增加，電流表Ai、A2、A3示數(shù)均變大

B.電壓表％、V2示數(shù)均不變，V3、V4示數(shù)均變大

C.電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值變大

D.若降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)為由、n,則當(dāng)R=*Ro時，用戶的功率達到最大值

4114

答案：A

解析：當(dāng)用電進入高峰時，相當(dāng)于火變小，則A3示數(shù)變大，根據(jù)理想變壓器電流與匝

數(shù)關(guān)系可知/3=廠/2,匝數(shù)不變時，電流表A2示數(shù)變大，輸電線電阻員消耗功率增加，又

由于/1=丁/2,匝數(shù)不變時，電流表A1示數(shù)變大，A正確；發(fā)電廠輸出的電壓不變，可知

V1示數(shù)不變，由用=言可知，匝數(shù)比不變，V2示數(shù)也不變，由AU=/2Ro可知，/2變大，輸

電線損耗電壓AU變大，又〃3=。2—AU,則。3變小，由會=￡可知，。4也變小，B錯誤；

Uz—th

電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值F—=R0,所以電壓表V2、V3的讀

數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變，C錯誤；降壓變壓器的等效電阻為R=

*Z2

,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知當(dāng)R等=Ro時輸出功率最大，即當(dāng)氏=言扁時，用戶的

功率達到最大值，D錯誤.

4.［山西運城高中聯(lián)合體2021高二下調(diào)研］如圖甲所示為遠距離輸電的示意圖，圖中的

變壓器均為理想變壓器，輸電線的總電阻r=100Q,降壓變壓器所接用戶可等效為圖中的

滑動變阻器，用戶增加時相當(dāng)于滑動觸頭向下滑動.己知用戶的額定電壓為Uo=22OV,降

壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比心：m=50：1,升壓變壓器原線圈所接電壓如圖乙所示，用

A.發(fā)電廠的輸出功率為11kW

B.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為m:取=2：111

C.用戶增加時，用戶得到的電壓增加

D.用戶增加時，輸電效率升高

答案：B

解析：用戶端正常工作消耗的總功率Po=llkW,降壓變壓器副線圈中的電流/4=窯=

晦FA=50A,由卷=卷解得—IA,輸電線上損失的功率P,.=/32r=12xl00W=100W,

則發(fā)電廠的輸出功率P=Po+2=n.lkW,故A錯誤；由題圖乙可知升壓變壓器原線圈兩

p111xi03

端的電壓Ui=200V,則升壓變壓器原線圈中的電流為九=沅=2ooA=55.5A,則升

〃1//a］A2

壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比石=Z=7T=555A=TTR故B正確；當(dāng)用戶增加時，用戶消

耗的功率增大，則發(fā)電廠的輸出功率增大，輸出電流增大，輸電電流，2增大，輸電線上損

失的電壓增大，降壓變壓器原線圈的輸入電壓減小，則其副線圈的輸出電壓減小，用戶得到

U1/1—132rHlhr

的電壓降低，故c錯誤；發(fā)電廠的輸電效率〃=-777—=1一『77，由以上分析可知，用

u1"2u1

戶增加時輸電電流/2增大，則輸電效率降低，故D錯誤.

【刷素養(yǎng)】

5.［山東