电能的输送（6大题型）解析版-2024-2025学年高二物理（人教版选择性必修第二册）

电能的输送（6大题型）

输送电能的基本要求

知识点1降1瞬^电损耗的两个途径输电虹的电压触题型1高压输电的原理与优点

题型2影响输电损耗的因素

输电线上的功率损失

题型3输电过程的损耗及计算

电能的输送

电网题型4远距离输电问题的分析与计算

题型5计算用户端用电器的数量

知识点2电网供电I输电过程题型6远距离输电的动态分析

电网输电的优点

方法技巧：1、远距离输电问题的分析方法

……缪］2、高压输电中两类问题的分析方法

知识点1降低输电损耗的两个途径

1、输送电能的基本要求

（1）可靠：保证供电线路可靠地工作，故障少。

（2）保质：保证电能的质量一一电压和频率稳定。

（3）经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。

2、输电线上的电压损失

（1）输电线上的电压损失：KU=U-U'=h,。表示发电厂输送的电压（输电电压），。表示用户端电

压为，7•表示输电线的电阻。

发电厂：J,rt:用户

（2）减小输电线路上电压损失的方法

根据AU=7r可知，减小输电线路上电压损失的方法主要有两种：

①减小输电线的电阻厂

用增大输电导线横截面积来减小电阻，对低压线路有效；在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损

失比电阻造成的还要大，故这种方法对高压输电效果不佳。

②减小输电电流/

P

因为/=—,在输送电功率尸不变的前提下，提高输电电压。是有效措施。

U

3、输电线上的功率损失

（1）输电线上的功率损失：AP=12r=/AU=（A。）=（5）2「,/表示输电电流，厂表示输电线的电阻,

U表示输电电压，表示输电线上的电压损失。

（2）减小输电线路上功率损失的方法

①减小输电线的电阻厂（根据r=2（进行分析）

a.减小输电线长度L由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小£来减小r；

b.减小电阻率p：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料；

c.增大导线的横截面积S：这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。

P

②减小输电电流/（根据/=—进行分析）

U

a.减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的；

b.提高输电电压U：在输送功率P一定、输电线的电阻厂一定的条件下，输电电压提高到原来的〃倍，根据

"=（（）2厂知，输电线上的功率损耗降为原来的二。

【注】根据以上分析可知，采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。

知识点2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，这

就是电网。

2、输电过程

发电厂用升压变压器把输出电压升压到几百千伏后再向远距离送电。到达用电区之后，先在“一次高

压变电站”降到lOOkV左右，在更接近用户的地点再由“二次高压变电站”降到10kV左右。然后一部分

电能送往用电量大的工业用户，另一部分经过低压变电站降到220V/380V,送给其他用户。

升压变压器降压变压器

3、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）合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。

法巧

1、远距离输电问题的分析方法

如图所示为远距离输电的简化电路原理图，我们可以把它划分为三个回路，即图中所示的回路1（电源

回路）、回路2（输电回路）和回路3（用户回路）。回路中能量守恒，即城电机=4员+与。

/>I2/：/i34

55~a

尸2.p«­,-

升压变压器降压变压器

OMI回路2回路3

（1）三个回路中电压、电流及功率的关系

回路L①电流：人=/发电机；②电压：伉=。发电机；③功率：4=心电机;

回路2：①电流：A=/线=，3―S；②电压：。2=。损=03；③功率：员=6；

U2U3R、、

回路3：①电流：，=/用；②电压：。4=。用；③功率：片=罩；

（2）回路间的联系

回路I与回路2间的联系：5=区；/]〃]=/,〃2；4=R；

U2n2

回路2与回路3间的联系：9=%；4〃3=/4〃4；A=与。

。4

（3）输电效率Y1

p\p

〃二」X100%=（1——）X100%

P?P?

〃二100%=（1-岑）x100%=（1-竽）x100%=（1-翳）x100%

2、高压输电中两类问题的分析方法

（1）输电功率恒定：当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的"倍，输电导线上损耗的功率就减少

到原来的17。在传输功率相同的情况下，为了减小传输过程中损失的功率，提高输电电压，降低输电电流

n~

能有效降低在传输过程中的损失，电压越大损失越小。故为了降低传输的损失，采用特高压输电。

（2）输电电压恒定：在远距离输电过程中，发电厂输入升压变压器的电压U恒定，高压输电线的电阻R

不变，升压变压器和降压变压器都是理想变压器，随着发电厂输出功率的增大，则升压变压器的输出功率

增大，升压变压器的输出电压5不变，根据可得输电线上的电流/线增大，根据。损=/线尺可得输电

线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压5=02—u损可得，降压变压器的输入电压5减小，降压

变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压a减小。

电源间路输送回路用户路

题型1高压输电的原理与优点

[例1]（23-24高二上•山东青岛・期末）我国新疆昌吉至安徽古泉新建了11OOkV特高压直流箱电工程.这

是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程.如图是

交流特高压a和直流特高压输电6的年耗费与输电距离的对比图.下列说法正确的是（）

50

45

40

35

30

25

20

15

57911131517192123

输电距离/100km

A.“西电东送”直流高压输电不需要使用变压器

B.相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少

C.直流特高压输电的线路上没有电能的损耗

D.直流特高压输电在近距离输电上经济效益更高些

【答案】B

【解析】A.要想改变电压，采用高压输电必须要使用变压器，故A错误；

B.感抗大小与交流电的频率有关，则相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少，故B正确;

C.直流特高压输电的线路上因输电线有电阻，则仍有电能的损耗，故C错误；

D.由图可知，直流特高压输电在近距离输电上年消耗过大，经济效益更低些，故D错误。

故选B。

【变式1-1]（22-23高二下•浙江•期中）关于高压输电，下列说法正确的是（）

A.把高压线固定在铁塔架上所用的特殊陶瓷最好是超导体材料

B.用超高电压输送电能时，电流更大，电能损失更快

C.图中顶部两根细电线直接与铁塔相连，利用静电屏蔽保护电网的安全

D.近年来我国超高压直流输电成绩斐然，其中变压器功不可没，可以改变直流电压

【答案】C

【解析】A.该特殊陶瓷称为绝缘子，起到支撑导线和绝缘的作用，A错误;

B.用超高压输电时，输电电流更小，电能损失更慢，B错误；

C.顶部两根细电线可防止雷直接击到输电线上，利用静电屏蔽保护电网安全，C正确;

D.变压器只能改变交流电压，D错误。

故选C。

【变式1-2］（22-23高二下•天津•期末）（多选）如图所示为远距离输电过程示意图，下列说法正确的是

（）

低压变电站

A.低压变电站中变压器的副线圈匝数比原线圈多

B.高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好

C.其他条件不变，用户消耗的电功率越大，线路损耗的电功率也越大

D.其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数加倍，线路损耗的电功率增大

【答案】CD

【解析】A.低压变电站为降压变压器，副线圈匝数比原线圈少，故A错误；

B.高压输电并不是越高越好，电压越高，对输电线路的绝缘性能等的要求就越高，故B错误；

C.其他条件不变，用户消耗的电功率越大，则用户端的总电流就越大，输电线路的电流也就越大，根据

绦=线

可知线路损耗的电功率也越大，故C正确；

D.其他条件不变，若升压变压器原线圈匝数加倍，则升压变压器副线圈电压会减小，根据输入功率等于输

出功率，结合

I上

U

可知输电线路电流增大，线路损耗的电功率增大，故D正确。

故选CD„

题型2影响输电损耗的因素

【例2】（23-24高二下・江苏常州•期中）民用家庭用电一般由国家电网交变电流供电，下列相关说法正确

的是（）

A.大小随时间变化的电流就是交变电流

B.交流电压表测量的是交流电的峰值

C.远距离输电时，可通过减小输电线的电流来降低输电损耗

D.理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的功率之比等于原、副线圈的匝数之比

【答案】C

【解析】A.根据交变电流的定义可知，方向和大小都随时间变化的电流是交变电流，故A错误；

B.交流电压表测量的是交流电的有效值，故B错误；

C.远距离输电的输电损耗功率，所以可以通过减小输电线的电阻以及输电线中的输送电流来减小输电损耗,

故C正确；

D.理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的功率相等，故D错误。

故选C。

【变式2-1］（23-24高二下•黑龙江哈尔滨•期中）2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实

现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和

的重要途径之一，若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1500kV

的特高压输电，下列说法正确的是（）

A.若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍

B.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的击

C.若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的击

D.若更换直径为原来输电线直径10倍的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变

【答案】c

【解析】A.保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1500kV的特

高压输电，由尸=。，可知输电线中的电流变为原来的上倍，故A错误；

B.由。损="线，可知若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的《，故B错误；

C.由七=/次，可知若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的卷，故C正确；

nLL

R优—p=p可

D.由缄旷s万12），可知若更换直径为原来输电线直径1。倍的同种材料制成的输电线，导线的电

阻是原来的击；若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1500kV

1

的特高压输电，由与=/9@,可知输电线上损失的功率是原来的历丽，故D错误。

故选C。

【变式2-2］对于远距离输电，在4一定的情况下，设输电线路中的电流为/送，输电线的总电阻为R线，为

了减少损耗，采用增大电压。送输电，下列说法正确的是（）

A.由。送=/送及线，知输电线路中的电流变大

B.由4=/送。送，知输电线路中的电流变小

C.由七=%，知输电线路消耗功率增大

R线

D.由4=/送2%,知不会影响输电线路中的电流

【答案】B

【解析】A.由

u线=/线R线，/送=/线，°送*"线=，送区线

得

。送#I送R线

故A错误；

BD.公式

R送~/送u送

针对的是同一研究对象，故B正确，D错误;

C.根据

与=%R线=4夫线=

因此。送增大时，输电线路消耗功率与减小，故c错误。

故选B。

【变式2-3］（22-23高二下•黑龙江牡丹江•期中）（多选）中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后

农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化。近来进行农村电网改造，为减少远距离输

电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（）

A.提高输送功率B.减小输电导线的长度

C.提高输电的电压D.增大输电导线的横截面积

【答案】CD

【解析】A.提高输送功率会导致输送电流增大，导线损失会增大，故A错误；

B.从实际角度出发，发电站与居民住户位置固定，无法有效减少输电导线长度，故B错误；

C.输电功率恒定，采用高压输电，可以降低输电电流，从而减少损耗，故C正确；

D.增大输电导线的横截面积可以减小输电导线电阻，从而减少损耗，故D正确。

故选CD。

题型3输电过程的损耗及计算

【例3】（24-25高二上•甘肃白银•期末）特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假设从N处采用550kV

的超高压向2处输电，输电线上损耗的电功率为AP。在保持/处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件

AP,

下，改用HOOkV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为AP。不考虑其他因素的影响，则一为（）

△P

A-2B.yC.1D.当

【答案】C

【解析】若采用550kV的超高压输电，输电线上损耗的功率

若改用11OOkV的特高压输电，同理有

由于。'=2（7,所以

AP?1

AP-4

故选C。

【变式3-1］为减少远距离输电的损耗，某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为《，输电

电压为U,输电线的总电阻为R。则下列说法正确的是（）

A.输电线上的电流为/=-'B.输电线上的电流为/=言

KU

C.输电线上损失的功率为TD.输电电压提高一倍，输电线损失的功率减小为原来的一半

【答案】B

【解析】AB.根据

Po=UI

可得，输电线上的电流

I著

U

设输电线上损失的电压为AU，则输电电流

R

故A错误；B正确；

C.输电线上损失的功率

故c错误；

D.根据

泉=如

可知，输电电压。提高一倍，输电线上损失的功率减小为原来的四分之一。故D错误。

故选B。

【变式3-2］（23-24高二下•广东东莞•期末）远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压

变压器T的原、副线圈匝数比％=1：10°°，在T的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足

M=1000V2sin10071/（V）,若原线圈的输入电功率尸=lxl（y*kw,输电线总电阻为200。不考虑其他因素的

影响，则输电线上损失的电功率为（）

A.IkW

【答案】B

【解析】升压变压器T原线圈所加电压的有效值为

U.=^=1000V

V2

根据尸=。可得，升压变压器T原线圈中的电流

I.=二=10以

q

根据理想变压器的电流规律

%"i

解得输电线中电流

4=10A

输电线上损失的电功率

AP=I；R=2000W=2kW

故选B。

【变式3-3］（23-24高二下•河北唐山•期中）某水电站送电的总功率是3xl（）6w,输电线路的总电阻为

25Q,若其输电电压为500kV,则输电线上（）

A.电流大小为2xlO，AB.损失电压为500kV

C.损失的功率为3xl（）6wD.损失的功率为9xlO?W

【答案】D

【解析】A.电流大小为

P3xl06

A=6A

U500xlO3

选项A错误；

B.损失电压为

AC/=77?=150V

选项B错误；

CD.损失的功率为

P^=I2R=900W

选项C错误，D正确。

故选D。

【变式3-4］（24-25高一上•河北邯郸・月考）（多选）如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V,输

送功率为lxl（）5w。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Q,升压变压器乙原、副线圈匝

数比为1：16,下列说法正确的是（）

A.升压变压器副线圈两端的电压仿=2xl03v

B.输电线损失的电压为3.8xl03v

C.输电线损失的电压为200V

D.输电线损失的功率为5xl03w

【答案】CD

【解析】D.发电系统输送功率为lxl05w,则升压变压器原线圈电流为

P

4=—=400A

5

根据理想变压器电流与匝数成反比

11_n216

I2nx1

可得升压变压器副线圈电流为

I2=25A

则输电线损失的功率为

223

AP=/2r=25x8W=5xl0W

故D正确；

ABC.根据理想变压器电压与匝数成正比

5_=乜

U2n2

可知升压变压器副线圈输出电压为

U2=4000V

输电线损失的电压为

AUy=25x8V=200V

故AB错误，C正确。

故选CDo

【变式3-5](23-24高二下•四川广安•月考)如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW,

输出电压为250V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20,降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：

1,输电线的总电阻R=10。，图中变压器可视为理想变压器，求:

(1)图示中的送电电流心？

(2)用户得到的电压S?

(3)用户得到的功率尸期？

【答案】(1)20A(2)240V(3)96kW

【解析】(1)由变压器原、副线圈的电压比等于匝数比

5_=丛

U2%

可得

U2=以5=5000V

一«i

由理想变压器原、副线圈的功率相等可得

6=耳=iookw

由电功率公式p=见可得输电线上的电流为

(2)输电线上损失的电压是

AU=4R=20xl0V=200V

对降压变压器输入电压为

U3=U2-AU=5000V-200V=4800V

由

U3_n3

U4%

可得用户得到的电压。4,有

a=区q=-LX4800V=240V

%20

(3)输电线损失的功率是

AP=lfR=202xlOW=4000W=4kW

用户得到的功率

娱=<-AP=100kW-4kW=96kW

题型4远距离输电问题的分析与计算

【例4】（24-25高三上・江西・月考）为了形成更合理的全国产业布局，优化资源配置，中央政府决定将沿

海的产业迁往中西部，沿海和中西部可以实现互补，带动整个国家的经济发展。为配合这次即将到来的产

业大迁移，国家电网积极配合，加快我国西部地区电力基础设施建设。如图所示为改造的某发电厂向用户

供电的线路示意图，已知发电厂的输出功率为10kW,输出电压为500V,用户端电压为220V,输电线总电

阻及=100。，升压变压器原，副线圈匝数比4：%=1：20,变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（）

升压变压器火线降压变压器

A.升压变压器原线圈的电流为1AB.输电线上损耗的功率为1000W

C.用户端的电流为45AD.降压变压器的匝数比%：羯=500：U

【答案】C

【解析】AB.升压变压器原线圈的电流为

根据3=区可得，输电线电流为

I,=—x20A=lA

220

输电线上损耗的功率为

格=/；/=ioow

故AB错误；

C.用户端获得的电功率为

3

10X10W-100W=/4C/4

把U&=220V代入，解得用户端的电流为

乙=45A

故C正确；

D.降压变压器的匝数比为

竺

〃441

故D错误。

故选c。

【变式4-1]（24-25高三上•湖北•月考）“西电东送”是中国的一项重大能源战略工程，旨在将西部地区丰富

的煤炭、水能资源转化为电力资源，并通过电网输送到电力需求较大的东部沿海地区。如图所示为远距离

输电示意图，变压器均为理想变压器，已知发电机的输出功率为产，输电线上的电流为/,输电线的电阻为

r,升压变压器原、副线圈的匝数比为巧：松，则下列判断正确的是（）

r

A.发电机的输出的电流为2/

n2

p

B.降压变压器的输入电压为。3=7

C.用户得到的功率为尸一2

r

D.若4增大，输送功率不变，则导线上损耗的功率增大

【答案】B

【解析】A.根据原副线圈电流与匝数的关系

/]=n2

Inx

所以

Qi

故A错误；

B.降压变压器的输入电压为

5=U2-Ir

7”

所以

故B正确；

C.用户得到的功率为

P用户=P-AP=P-『r

故C错误；

D.输电线上损失的功率为

AP=I2r

若仿增大，根据原副线圈电压与匝数的关系可知，3增大，由于输送功率不变，则//减小，则输电线上的

电流/减小，所以导线上损耗的功率减小，故D错误。

故选B。

【变式4-2】近20年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”。如图所示是远距离输电

示意图，现将输送电压4由220kV升级为1000kV,输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电

压■及用户得到的电压不变，输电线的电阻不变，变压器均为理想变压器，则下列说法错误的是（）

A.〃2：为变为原来的UB.输电线上的电流人变为原来的《

C.输电线损失的功率变为原来的［II：D.降压变压器原、副线圈匝数比变小

【答案】D

【解析】A.5不变，4变为原来的,，根据

n2_U2

%U\

所以生变为原来的黑，故A正确；

々11

B.根据

可知，因生变为原来的2倍，4变为原来的则输电线上的电流A变为原来的《，故B正确;

11

C.根据

可知尊变为原来的故C正确;

D.总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则人变大，又A变小,

H，则%=3变大，故D错误。

«473

本题选错误的，故选D。

【变式4-3】（2024・安徽•一模）我国在电力输送领域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全

套关键设备，建成了世界电压等级最高、输电能力最强的交直流输电网络。如图为远距离输电系统简化情

景图，已知发电厂输出的交流电压为4，理想升压变压器的原副线圈匝数比为耳，理想降压变压器的原副

线圈匝数比为总，高压输电线的总阻值为设用户（负载）是纯电阻，且阻值为R,则输电效率为（）

*R*RC.*4x100%

Axl00%B.T-X100%

-^tT；k^R+rklR+k^r

k；R

D.xlOO%

k；R+k；r

【答案】A

【解析】设降压变压器副线圈的端电压为。4，由欧姆定律可得用户的电流为

I卫

°R

对降压变压器，由理想变压器的原理可得

"%A右

结合

/=吐口

r

综合可得

1=3—

k^R+r

由能量守恒定律可得输电效率为

UI—I'rU—Irk；R

ri=-2............xlOO%=-2.........xlOO%=-----xlOO%

U2IU2k[R+r

故选Ao

【变式4-4]（24-25高二上•河北保定•期末）（多选）如图所示为远距离输电的原理图，两个变压器均为理

想变压器，输电线的总电阻为80,其它导线电阻可忽略不计。已知发电厂的输出功率为lOOkW,

%=250V,5=220V,输电线上损失的功率为5kW。下列说法正确的是（）

A.输电线上的电流为25AB.U2=U,

C.升压变压器原副线圈匝数比为焉D.降压变压器原副线圈匝数比为詈

【答案】AD

【解析】A.发电厂输出的电流

P

L=——二400A

5

输电线的电流

25A

故A正确；

B.对升压变压器

51H

U2=4000V

输电线回路中

q=。2一七=38OOV

故B错误;

C.升压变压器原副线圈匝数比为

5__5__L

n2U216

故c错误；

D.降压变压器原副线圈匝数比为

%_U3190

丁彳TT

故D正确。

故选AD。

【变式4-5］（24-25高二上•辽宁大连•期末）某个小水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的输出电

压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Q,在用户端用降压变压器把电压降

为220V,要求在输电线上损失的功率控制在5kW（即用户得到的功率为95kW）求:

发

电用

机户

(1)输电线上通过的电流;

(2)升压变压器输出的电压;

(3)升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。

【答案】(1)25A(2)4X103V⑶.詈

【解析】（1）输电线上损失功率

^P=I；R

解得

I2=25A

（2）升压变压器的输出功率

P2=P、=UJ]

解得

3

C/2=4X10V

（3）升压变压器

452501

丁工一4000-16

又

Ui=U2-I2R

解得

U3=3800V

降压变压器

n3U33800

丁丁勾

解得

%_190

^-TT

【变式4-6］（23-24高二下•广西北海•期末）某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图

所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5,降压变压器原、副线圈匝数比为5:1,输电线的总电阻为

7?=25Q,全校共有33个班，每班有6盏“220V,40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：

（1）输电线损失的功率；

（2）升压变压器的输入电压；

（3）升压变压器每小时输出的电能。（结果保留三位有效数字）

升压变压器降压变压器

【答案】（1）1296W；（2）256V；（3）3.32xlO7J

【解析】（1）降压变压器副线圈的电流

I.=——x6x33A=36A

220

降压变压器原线圈的电流

/小区，专A

%5

输电线损失的功率

AP=7;7?=1296W

(2)降压变压器原线圈的电压

。3=2。4=1100丫

输电线上损失的电压为

AL/=737?=180V

升压变压器的输出电压

C/2=L/3+AC/=1280V

升压变压器的输入电压

VI

5=，。2=256V

〃2

(3)升压变压器原线圈的电流

6=36A

nxnx

升压变压器每小时输出的电能与输入电能相等

%=幽=U]//=3.32xl()7j

【变式4-7】有一台内阻为1。的发电机，供给一个学校照明用电。如图所示，升压变压器的匝数比为1:4,

降压变压器的匝数比为4:1,输电线的总电阻R=4O。全校共22个班，每班有“220V40W”的灯6盏，若

保证全部电灯正常发光，贝人

F-

J

发C

CU

电C

——

C——

机C

—

(1)发电机的输出功率为多大?

(2)发电机的电动势为多大？

(3)输电效率是多少？(保留两位有效数字)

【答案】(1)5424W(2)250V(3)97%

【解析】(1)由题意可知，降压变压器的输出功率为

月=22x6x40W=5280W

又

44

U3=-XU4=-X220V=880V

所以输电线上的电流

对升压变压器，输入功率

月=£=4/2=(q+，2火，2=q/2+/)=880x6W+62x4W=5424W

则发电机的输出功率为5424W。

(2)因为

J72=[/3+/27?=880V+6X4V=904V

由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可知

U.=-xU,=-x904V=226V

44

又

UL=U£

所以

乙=44=4/,=4X6A=24A

5

发电机的电动势

E=Ux+I1r=226V+24xlV=250V

(3)输电效率

ppS2Af)

〃=且_义100%=»100%=——X100%=97%

P&65424

题型5计算用户端用电器的数量

【例5】（23-24高一下・甘肃天水・月考）如图甲为某中小型水力发电站远距离输送单相交流电示意图，每

根导线电阻为4Q,远距离输电线的输送电流为100A,若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为

720kW,在用户端起点接有交流电压表，求：

⑴升压变压器原副线圈匝数比;

(2)设降压变压器原副线圈匝数比320:11,求用户端交流电压表的示数;

(3)若用户端全是照明用电，能使多少盏“220V、20W”的节能灯正常发光?

甲

【答案】(1)1:30；(2)220V；(3)32000盏

【解析】（1）由题图可知，升压变压器的输入电压的有效值为

240V|V=240V

11r\

由于变压器为理想变压器，所以升压变压器的副线圈的功率也为720kW,有

=马=7200V

升压变压器的原副线圈之比为

5=4,

U2n2

解得

_1

n230

（2）由于远距离输电线每根电阻为4。，而远距离输电需要两根输电线，所以输电线的总电阻