2021学年第四节 远距离输电课时训练

3.4远距离输电基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．发电厂输送电压为U1．发电厂到学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率表示错误的是（ ）

A． B． C．I2R D．I（U1﹣U2）

2．在远距离输电中，提高送电电压的设备是（   ）

A．验电器 B．变压器 C．电容器 D．传感器

3．在远距离输电中，如果输送功率和输送距离不变，要减少输送导线上热损耗，目前最有效而又可行的输送方法是(　　)

A．采用超导材料做输送导线 B．采用直流电输送

C．提高输送电的频率 D．提高输送电压

4．从某发电站输出一定功率的电能，在远距离输电过程中可以减少输电线上电能损失的方法是（   ）

A．提高输电线的电阻 B．提高输电线上的电流

C．提高输电线上的电压 D．以上做法都不对

5．如图所示，可以将电压降低供给电灯的变压器是（        ）

A． B．

C． D．

6．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90K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0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V．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．1.6×10 kW D．10 kW

7．目前世界上电压最高的输电工程为中国已经投产运行的1000kV特高压输电工程。如果分别用220V和220kV两种电压来输电，设两种电压输送的电功率相同，所用导线的长度相同。则下面说法正确的是（　　）

A．若使用相同的导线来输电，则输电电流之比为1：1000

B．若使用相同的导线来输电，则输电线上损失的电功率之比为1：106

C．若使用不同的导线输电，输电线上损失的电功率相同，导线的电阻率相同，则导线的横截面积之比为106：1

D．若使用不同的导线输电，输电线上损失的电功率相同，导线的横截面积相同，则导线的电阻率之比为106：1

8．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30kV

C．该输电系统的输电效率为95%

D．若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×108kW

9．“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。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的（　　）

A． B． C． D．

10．如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，升压变压器与降压变压器之间输电线上的总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，两端电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4。变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是       （　　）

A．输电线上的电流I2=

B．输电线上损失的功率ΔP=

C．若用户端负载增加，那么用户端电压U4变大

D．无论用户端的负载如何增加，始终有I1U1=I2U2

11．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压。某降压变电站将电压U0=11000sin100πt（V）的交流电降为220V供居民小区用电，则降压变电站变压器（　　）

A．原、副线圈匝数比为100∶1

B．副线圈中电流的频率是50Hz

C．副线圈中电流的频率是1Hz

D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

12．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则（   ）

A．输电线上的电压损失增大

B．输电线上的电能损失增大

C．输电线上的电压损失不变

D．输电线上的电功率损失减少到原来的

13．如图所示为额定电压为250V的用户供电的远距离输电的示意图，已知输入原线圈n1两端的电压U1=500V，发电机的输出功率为P=500kW，输电线的电阻R=12.5，如果输电线上损失的功率为输送功率的1%。如果图中的升压变压器以及降压变压器均为理想的变压器。则下列结论正确的是（　　）

A．n3：n4=79：1

B．n1：n2=1：50

C．流过输电线的电流强度大小为40A

D．降压变压器原线圈两端的电压为24700V

14．如图所示为远距离输电的原理图，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为R，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U。若由于用户的负载发生变化，使电压表的示数减小了，则下列判断正确的是（　　）

A．电压表的示数减小了 B．输电线上损失的功率增大了

C．电流表的示数增大了 D．电流表的示数增大了

15．如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器。升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝1∶10，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r＝2 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4＝10∶1，若T2的“用电设备”两端的电压为U4＝200 V且“用电设备”消耗的电功率为10 kW，不考虑其他因素的影响，下列表述错误的是（　　）

A．T1的副线圈两端电压的最大值为2 010V

B．T2的原线圈两端的电压为2 000 V

C．输电线上损失的电功率为50 W

D．T1的原线圈输入的电功率为10.1 kW

二、填空题（共4题）

16．降低输电损耗的两个途径

（1）减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率______的金属材料，还要尽可能______导线的横截面积。

（2）减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要______输电电压。

17．发电机的输出电压为250V，输出功率为10kW，通过变压比为1：10的升压变压器升压后向外输电，则输电电流为_______A，若输电线的总电阻为25Ω，则用户得到的实际功率为________kW。

18．我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一．据报道，云南大朝山在2005年可建成100万千瓦的水力发电站．设电站输出电压为25万伏，则输电线上的电流是___________A．如输电线总电阻为40 Ω，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为_________ kW．如将输出电压升高到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为________kW．根据以上数据得出你认为合理的输电方法是________________．

19．某发电站的输出功率为，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为，输电线损耗的电功率为输出功率的，则理想变压器原副线圈的匝数比为______．

三、综合题（共4题）

20．采用高压输电后，在用户端需要降压才能供用户使用。如何确定降压变压器原、副线圈的匝数比？某发电站输出功率P=2000kW，用电阻R=20的输电线向外输送电能，若采用100kV高压输电，接入城市配电网络时需降压到10kV，那么，变压器原、副线圈的匝数比为多大？

21．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=10Ω，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="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、副线圈的匝数比各为多少？（使用的变压器是理想变压器）

22．为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率P＝5×104W时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：

（1）线圈转动角速度大小；

（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。

23．发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的总电阻为，用初、次级线圈匝数之比为的升压变压器升压，经输电线后，再用初次级线圈匝数之比为的降压变压器降压供给用户（设两个变压器均为理想变压器）。根据给出的全过程的线路示意图，求：

(1)输电导线上的电流I；

(2)输送过程中损失的电压；

(3)用户得到的电压；

(4)用户得到的功率；

(5)若不经过变压而直接送到用户，用户得到的电压和功率。

参考答案：

1．A

2．B

3．D

4．C

5．B

6．A

7．C

8．B

9．A

10．D

11．B

12．D

13．B

14．D

15．D

16．     小     增加     提高

17．     4     9.6

18．     ．4×103   ；      6．4×105   ；      4×104 ；      提高输电电压

19．1：50

20．249：25

21．(1)

（2）1:10;25:1

22．（1）100π rad/s；（2）

23．(4)20A；(4)4V；(5)；(5)；(5)180V，