高中物理高考 考点54 远距离输电-备战2022年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点54 远距离输电-备战2022年高考物理考点一遍过，共19页。试卷主要包含了远距离输电，远距离输电问题等内容，欢迎下载使用。

一、远距离输电
1．输电过程（如图所示）
2．输送电流：（1）；（2）。
3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q=I2Rt。
4．电压损失：（1）ΔU=U–U′；（2）ΔU=IR。
5．功率损失：（1）ΔP=P–P′；（2）ΔP=I2R=()2R。
6．降低输电损耗的两个途径
（1）减小输电线的电阻，由电阻定律可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积；
（2）减小输电导线中的输电电流，由P=UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。
二、远距离输电问题
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。
2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）
（1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3；
（2）电压、电流关系：，，U2=ΔU+U3，I2=I3=I线；
（3）输电电流：；
（4）输电线上损耗的电功率：P损=I线ΔU=I线2R线=R线。
当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。
3．远距离输电问题的“三二一”
（1）理清三个回路
（2）抓住两个联系
①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是，，P1=P2；
②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是，，P3=P4。
（3）掌握一个守恒：能量守恒关系式P1=P损+P3
（多选）如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻和理想变压器匝数均不变，且n1:n2=n4:n3，当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是
A．用户的总电阻增大
B．用户两端的电压U4减小
C．U1:U2=U4:U3
D．用户端增加的功率等于升压变压器多输入的功率
【参考答案】BC
【详细解析】A、当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小，故A错误；B、当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，故B正确；C、因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则，，因为n1:n2=n4:n3，所以U1:U2=U4:U3，故C正确；D、用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，故D错误。故选BC。
【名师点睛】当用电器增多时，用户消耗的功率增大，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化。升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和。变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比。
1．如图为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则
A．I2=B．输电效率为×100%
C．用户的用电器的数量增多时，U3将减小D．用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率 QUOTE
【答案】C
【解析】根据欧姆定律，I2=，A错误；输电效率η=，B错误；用户的用电器的数量增多时，I4增大，I2增大，U3=U2–I2R将减小，C正确；用户得到的电功率等于电厂输出的电功率加上线损功率，D错误。
2．（多选）如图所示远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是，用等效总电阻是的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。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。则
A．用户端的电压为B．理想变压器的输入功率为
C．输电线路上损失的电功率为D．当用户消耗的功率增大时，输电效率将下降
【答案】AD
【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，则，得，A正确；理想变压器的输入功率为线路上消耗的电功率与用户消耗功率之和，故为，B错误；线路上损失的电功率为，C错误；当用户消耗的功率增大时，用户端的电流增大，根据可知输送电线上的电流增大，电厂的输出功率增大，则，发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大；输电效率随着发电厂输出功率的增大而减小，D正确。
【名师点睛】理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压由输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系。电压和匝数关系。
1．（2019·天津高考模拟）发电厂输出功率100kW，输出电压200V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1: 10的变压器升压后向远处供电，用户功率为发电厂输出功率的95%，输电线总电阻为
A．20ΩB．10ΩC．5ΩD．2Ω
2．（2019·榆树市第一高级中学校高二月考）在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是（ ）
A． B．
C．D．
3．（2019·广东高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒定为48kW在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1:20，电流表的示数为1A，输电线的总电阻为10Ω，下列说法正确的是（ ）
A．用户端的功率为44kw
B．升压变压器的输出电压U2=2400V
C．降压变压器的输入电压U3=2000V
D．如果用户电压为220V，则降压变压器的原副线圈匝数比为10:1
4．（2019·深圳市宝安中学高三月考）图为某应急供电系统原理图。若发电机内部线圈面积为S，匝数为N，磁感应强度为B，输电线电阻为R0，发电机线圈转动角速度恒为ω，则（ ）
A．图示位置，发电机中线圈的磁通量最大
B．用户得到的交变电压的频率为
C．发电机线圈感应电动势的有效值为NBSω
D．当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动
5．如图所示，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。随夏季来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，下列说法中正确的
A．变压器的输出电压U2增大，且U2>U1
B．变压器的输出电压U4增大，且U41，降压变压器与L1部分可等效为电阻r====k2RL，则A1示数I3==，A2示数I2=，由+kRL–2R–RL=(k–1)(RL–)>0，故I3=I2，故L1更亮，B错误；由I3