【备战2022】高考物理选择题专项练习集：电能的输送(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：电能的输送(成都专栏)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共18小题；共72分）
1. 2016 年 1 月，重庆主城及多个区县迎来冰冻雨雪天气，图为重庆电力公司工作人员监测高压电线覆冰厚度。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 U，电流为 I，热损耗功率为 ΔP；除冰时，输电功率、输电线电阻不变，输电线上的热损耗功率为 16ΔP，则除冰时
A. 输电电压为 U4B. 输电电流为 I16
C. 输电电压为 4UD. 输电电流为 16I

2. 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的性质，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，那么节约的功率为
A. 1 kWB. 1.6×103 kWC. 1.6 kWD. 10 kW

3. 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 I1U1I2B. 输电线上的电压降为 U
C. 理想变压器的输入功率为 I12rD. 输电线路上损失的电功率为 I1U

4. 目前我国远距离输送交流电用的电压有 110 kV 、 220 kV 和 330 kV，输电干线已经采用 500 kV 的超高压，西北电网的电压甚至达到 750 kV。采用高压输电是为了
A. 加快输电的速度B. 降低输电的技术要求
C. 方便调节交流电的频率D. 减小输电线上的能量损失

5. 随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为 U1，输电导线总电阻为 R，在某一时段用户需求的电功率为 P0，用户的用电器正常工作的电压为 U2。在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是
A. 输电线上损耗的功率为 P02RU22
B. 输电线上损耗的功率为 P02RU12
C. 若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电
D. 采用更高的电压输电会降低输电的效率

6. 远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1 、 n2，电压分别为 U1 、 U2，电流分别为 I1 、 I2，输电线上的电阻为 R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是
A. I1I2=n1n2 B. I2=U2R C. I1U1=I22R D. I1U2=I2U1

7. 若输电线的电阻共计为 r，输送的电功率为 P，送电电压为 U，则用户能得到的电功率为
A. P B. P−P2U2r C. P−U2r D. P2U2r

8. 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 I1U1I2 B. 输电线上的电压降为 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

9. 高压输电电压为 U，输电线电阻为 r，则下列说法正确的是
A. 若发电机输出功率不变，使输电电压变大，则输电线损失功率变小
B. 输电线上损失的功率为 ΔP=U2r，故导线电阻越大，损失的功率越小
C. 通过输电线的电流为 I=Ur，故输电电压越高，电流越大，损失的功率越大
D. 以上说法都不对

10. 用 U1 和 U2=kU1 两种电压输送电能，若输送功率相同，在输电线上损失的功率相同，导线的长度和材料也相同，在这两种情况下，输电线的横截面积之比 S1:S2 为
A. k B. 1k C. k2 D. 1k2

11. 输电线的电阻共计 r，输送的电功率是 P，用电压 U 送电，则用户能得到的电功率为
A. P B. P−PU2r C. P−U2r D. PU2r

12. 远距离输电线路的示意图如图所示。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是
A. 升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B. 输电线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，输电线上损失的功率增大
D. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

13. 如图所示，在远距离输电电路中，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电线的电阻均不变，电表均为理想电表。由于用户节约用电，消耗的电功率减小，则下列说法正确的是
A. 电压表 V1 示数减小，电流表 A1 减小
B. 电压表 V2 示数增大，电流表 A2 减小
C. 输电线上损耗功率增大
D. 用户总功率与发电厂的输出功率的比值减小

14. 某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示电路，A 、 B 为理想变压器，灯 L1 、 L2 相同且阻值不变。保持 A 的输入电压不变，开关 S 断开时，灯 L1 正常发光。则
A. 仅闭合 S，L1 变亮
B. 仅闭合 S，A 的输入功率变小
C. 仅将滑片 P 上移，L1 变亮
D. 仅将滑片 P 上移，A 的输入功率变小

15. 远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1 、 n2，电压分别为 U1 、 U2，电流分别为 I1 、 I2，输电线上的电阻为 R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是
A. I1I2=n1n2B. I2=U2RC. I1U1=I22RD. I1U1=I2U2

16. 在如图所示的远距离输电线路图中，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，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有
A. 升压变压器的输出电压增大
B. 用户端交流电频率与发电厂端的交流电频率不同，和变压器匝数有关
C. 用户端的电压增大
D. 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

17. 如图为远距离的简化电路图。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 I1U1I2 B. 输电线上的电压降为 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 I1U

18. 一小水电站，输出的电功率为 P0=20 kW，输出电压 U0=400 V，经理想升压变压器 T1 变为 2000 V 电压远距离输送，输电线总电阻为 r=1.0 Ω，最后经理想将压变压器 T2 降为 220 V 向用户供电。下列说法正确的是
A. 变压器 T1 的匝数比 n1:n2=5:1
B. 输电线上的电流为 50 A
C. 变压器 T2 的匝数比 n3:n4=190:22
D. 输电线上损失的电功率为 100 W

二、双项选择题（共11小题；共44分）
19. 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 I1U1I2B. 理想变压器的输入功率为 I1U
C. 输电线上损失的电压为 UD. 输电线上损失的功率为 I12r

20. 远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比 330 kV 高很多的电压进行输电，采用高压输电的优点是
A. 可节省电线的材料B. 可根据需要调节交流电的频率
C. 可减少输电线上的能量损失D. 可加快输电的速度

21. 某发电厂原来用电压为 U1 的交流电输电，后改用变压比为 1:50 的升压变压器将电压升高为 U2 后输电，输送的电功率保持不变。若输电线路的电阻为 R，则下列说法中正确的是
A. 由公式 I=PU2 可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的 150
B. 由公式 I=U2R线 可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的 50 倍
C. 由公式 P=I2R线 可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 12500
D. 由公式 P=U22R线 可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的 2500 倍

22. 对于电能输送的以下说法，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唯一方法是采用高压输电
C. 减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积
D. 实际输电时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等

23. 远距离输送一定功率的交变电流，若输电线电阻一定，下列说法正确的是
A. 输电线上的电压损失跟输电电压成正比
B. 输电线上的功率损失跟输电电压的平方成正比
C. 输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比
D. 输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比

24. 对远距离高压交流输电中所造成的电压损失，下列说法中正确的是
A. 只有输电线的电阻才造成电压损失
B. 只有输电线的电抗才造成电压损失
C. 输电线的电阻和电抗都造成了电压损失
D. 若用高压直流输电，可以减小因电抗造成的损失

25. 中国特高压远距离输电技术已成为国际标准，使“煤从空中走、电送全中国”成为现实。如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压 U1=104 V，输出功率 P1=109 W。两个理想变压器的匝数比分别为 n1:n2=1:100 、 n3:n4=100:1，输电线总电阻 r=50 Ω。则
A. U4=U1B. I4＝I1
C. 通过电阻 r 的电流 I2=2×104 AD. 电阻 r 损耗的电功率为 5×107 W

26. 在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么
A. 输电线路上损失的电压与输送电流成正比
B. 输送电压越高，输电线路上损失的电压越大
C. 输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比
D. 输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比

27. 如图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、理想变压器匝数均不变。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是
A. 用户的总电阻变小
B. 用户电压 U4 变大
C. 输电线电阻上损失的功率变大
D. 升压变压器的输出端电压 U2 变大

28. 如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原副线圈匝数比为 1:100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为 100 Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R1 为一定值电阻，R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表 V 显示加在报警器上的电压（报警器未画出）。未出现火警时，升压变压器的输入功率为 750 kW。下列说法中正确的有
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为 50 Hz
B. 远距离输电线路损耗功率为 180 kW
C. 当传感器 R2 所在处出现火警时，电压表 V 的示数变大
D. 当传感器 R2 所在处出现火警时，输电线上的电流变大

29. 某小型水电站的电能输送示意图如图甲，发电机的输出电压变化规律如图乙，输电线总电 阻为 r，升压变压器原副线圈匝数分别为 n1 、 n2。降压变压器原副线圈匝数分别为 n3 、 n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则
A. 乙图中电压的瞬时值表达式为：u=2202sin100πt V
B. 乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是 220 V，所以 n1n2=n4n3
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大于降压变压器的输入功率

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 发电机的路端电压为 U，直接经电阻为 r 的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为 P，则
A. 输电线上的电流为 PU B. 输电线上的功率损失为 U2r
C. 用户得到的功率为 P−PU2r D. 输电线上损失的电压为 PrU
答案
第一部分
1. A
2. A
【解析】输电线中电流 I=PU，输电线上损失的功率 Pʹ=I2R线=P2R线U2=1 kW。
3. A
【解析】由理想变压器输入、输出功率相等可知 P1=P2，即 U1I1=U2I2，A 正确。
输电线上的电压降为 ΔU=U−U1，B 错。
理想变压器的输入功率 P=U1I1=UI1−I12r ，C 错。
输电线路上损失的电功率为 ΔP=I12⋅r=I1U−I1U1，D 错。
4. D
【解析】输电的过程中输送的功率一定时，根据 P损=P2U2R 可知，损失功率与送电电压平方成反比，故采用高压输电的优点是可减少输电线上的电能损失。
5. C
【解析】输电线路上的电流 I线=P入U1，则输电线路上的损失功率为 P损=I线2R=P入2RU12，而 P0 是用户得到的功率，故A错误，B也错误；
由上式可知，当采用更高的电压输电时，输电线上损耗的功率将会减小，故C正确，D错误。
6. D
【解析】根据理想变压器的电流比关系可知 I1I2=n2n1，故选项A错误；
因欧姆定律 I=UR 中，要求 I 是通过电阻 R 的电流，U 是 R 两端的电压，由题干可知 U2 、 I2 、 R 不能一一对应，选项B错误；
理想变压器输入功率等于输出功率，故 U1I1=U2I2≠I22R，选项C错误，选项D正确。
7. B
【解析】用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的电功率之差，所以 P户=P−PU2r，B选项正确，A、C、D选项均错误。
8. A
【解析】由理想变压器输入、输出功率相等可知 P1=P2，即 U1I1=U2I2，U2=I1U1I2，A正确；输电线上的电压降为 ΔU=U−U1，B错；理想变压器的输入功率 P=U1I1=UI1−I12r，C错。输电线路上损失的电功率为 ΔP=I1ΔU=I1U−I1U1，D错。
9. A
【解析】 ΔP=I2r=PU2r，P 和 r 不变时 ΔP 与 U2 成反比，故A正确，D错误；B 、C混淆了输电电压 U 和损失电压 ΔU，故B 、C错误。
10. C
11. B
【解析】根据 P=UI 得，输电线上的电流 I=PU，则输电线上损耗的功率 P损=I2r=P2U2r，
用户得到的功率 Pʹ=P−P损=P−PU2r。故B正确，A、C、D错误。
12. C
13. B
14. D
【解析】闭合 S，则消耗功率增大，B 副线圈中电流增大，B 原线圈电流也增大，则 R 上损失的电压和功率增大，则 B 输入电压 UB1=UA2−IR，减小，灯泡两端电压 UB2 减小，故灯泡会变暗，故A错误；
有上分析知 A 的输入电流增大，电压不变，根据 P=UI 知输入功率增大，故B错误；
仅将滑片 P 上移，A 副线圈匝数减小，则输出电压减小，B 的输入电压减小，灯泡电压也减小，故 L1 变暗，消耗功率减小，则 A 输入功率减小，故C错误，D正确。
15. D
【解析】升压变压器电流之比等于匝数的反比，故有：I1I2=n2n1，故A错误；
U2 是输电导线及降压变压器两端的电压，不能只对导线由欧姆定律求电流，故B错误；
升压变压器输出的功率等于导线上消耗的功率及降压变压器消耗的功率之和，故C错误；
理想变压器输入功率等于输出功率，故 I1U1=I2U2，故D正确。
16. D
【解析】升压变压器的输出电压为 U2，发电厂的输出电压为 U1，升压变压器原、副线圈的匝数比为 n1n2，由 U2=n2n1U1 知 U2 恒定，A错误；
由电磁感应定律知，交流电频率不变，B错误；
由 I2=PU2 知 I2 增大，导线上损耗的功率和电压均增大，用户端电压减小，C错误；
由 P损=PU1⋅n1n22R 知 P损P=n1n2U12RP，损耗的功率占总功率的比例随 P 增大而增大，D正确。
17. A
【解析】由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是 U2，则 U1I1=U2I2，得：U2=I1U1I2，故A正确；
发电厂的输出电压是 U，所以输电线上的电压降不可能是 U，故B错误；
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，所以输电线是损耗的功率是：I12r，故C错误；
发电厂的输出电压是 U，末端间的电压为 U1，输电线路上损失的电功率是：I1(U−U1)，故D错误。
18. D
【解析】升压变压器 T1 的输出电压等于 2000 V，而输入电压为 400 V，由电压之比等于匝数之比，则有变压器 T1 的匝数比 n1:n2=1:5，选项A错误；
输出的电功率为 P0=20 kW，而升压变压器 T1 变为 2000 V 的电压远距离输电，所以根据 I=PU，可知输电线上的电流为 I=20×1032000 A=10 A，故B错误；
降压变压器 T2 的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为：Uʹ=2000 V−10×1 V=1990 V；根据 U3U4=n3n4，则有变压器 T2 的匝数比 n3:n4=1990:220=199:22，故C错误；
输电线上损失的电功率为：P线=I2r=102×1 W=100 W，故D正确。
第二部分
19. A， D
【解析】输电线上损失的电压 ΔU=I1r 或 ΔU=U−U1，故C错误；
输电线上损失的功率 ΔP=I12r，故D正确；
理想变压器的输入功率 P=I1U1，故B错误；
理想变压器输入功率和输出功率相同，设用户端的电压为 U2，
所以 I1U1=I2U2，即用户端的电压 U2=I1U1I2，故A正确。
20. A， C
【解析】当输入电功率一定时，设为 P，P=IU，I 是输电电流，U 是输电电压，设输电导线电阻为 R，则输电线上的损耗为 P耗=I2R=P2U2R，要减小损耗有两条途径：增大输电电压 U 和减小输电线电阻，输电距离是一定的，要减小输电线电阻只能靠增大电线横截面积，这样就多用材料.如果未用更高的电压输电，就不用加粗导线，亦可换用铝等电阻率稍大、但价格低廉的材料了。原、副线圈中电流的频率总是相等的，变压器不改变交流电的频率，故AC选项正确。
21. A， C
【解析】由 U1U2=n1n2 可知 U2=50U1，输送功率不变，由公式 I=PU2 可知，输电线中的电流变为原来的 150，选项A正确；由 P=I2R线 可知，输电线上的功率损耗减为原来的 12500，C选项正确；B 、D选项中的 U2 应为损失的电压，所以选项B、D是错误的。
22. A， D
【解析】减小输电线上功率损失的两个途径：一是减小电阻，可以采用电阻率较小的导线或增大导线横截面积；二是减小电流，可以降低输送功率或提高输送电压，由上可知，BC选项错误，AD选项正确。
23. C， D
【解析】由 I线=P送U送 可知 ΔP=P送2U送2R线，C正确；ΔU=P送U送R线，A错误；ΔP=(ΔU)2R线，B错误，D正确。
24. C， D
【解析】远距离高压交流输电过程中，不仅线路上的电阻会损失电压，电容、电感的电抗也会损失电压。若用直流输电，只有电阻的影响，无电抗的影响，故C 、D正确。
25. B， D
【解析】由变压器的变压比可知：U1U2=n1n2，解得：U2=106 V，理想变压器的输入功率等于输出功率，输电电流：I=I2=P输U2=109106=1000 A，导线损失的电压：ΔU=Ir=1000×50=5×104 V，U3=U2−ΔU=9.5×105 V，由变压比可知：U4=n4n3U3=9.5×103 V，故AC错误；由变流比可知：I1I2=n2n1，I3I4=n4n3，已知：n1:n2=1:100 、 n3:n4=100:1，则：I3=I4，故B正确；电阻 r 消耗的功率：P=I22r=10002×50=5×107 W，故D正确；故选：BD。
26. A， C
【解析】输电线路上损失电压 ΔU=Ir，在 r 一定时，ΔU 和 I 成正比。若 U 越高，I=PU，I 越小，那么 ΔU 越小。输电线路上损失的功率 ΔP=I2r，当 P 一定时，I=PU，所以 ΔP=PU2r，即 ΔP 和 U 的平方成反比，跟 I 的平方成正比，故A 、C正确。
27. A， C
28. A， D
【解析】由图乙知交流电的周期 0.02 s，所以频率为 50 Hz，A正确；
由图乙知升压变压器输入端电压有效值为 250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为 25000 V，所以输电线中的电流为：I=PU=30 A，输电线损失的电压为：ΔU=IR=30×100 V=3000 V，输电线路损耗功率为：ΔP=ΔUI=90 kW，B错误，
当传感器 R2 所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表 V 的示数变小，C错误；
由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D正确
29. A， D
【解析】根据乙图可知，电压的最大值 Um=2202 V，周期 T=0.02s，所以 ω=2π0.02=100π rad/s，则乙图中电压的瞬时值表达式为：u=220sin100πt V，故A正确；
由变压器的电压比与匝数之比的关系得：U1U2=n1=n2，U3U4=n3n4；
因升压变压器，所以 U1>U2，又因与为线路电压损失，即 U2>U3，所以 n1n2通过变压器的原副线圈的电流的频率相同，故C错误。
因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率。故D正确。
第三部分
30. A， C， D
【解析】根据 P=UI 得，输送电流 I=PU，故A正确。
输电线上损失的功率 P损=I2r=P2U2r，故B错误。
用户得到的功率 Pʹ=P−P损=P−PU2r，故C正确。
输电线上损失的电压为 Ur=Ir=PrU，故D正确。