2025备考电能的输送（解析版）

3.4：电能的输送

-：知识精讲归纳

考点一、输送电能的基本要求

1.可靠：指供电线路可靠地工作,故障少.

2.保质：保证电能的质量一电压和频率稳定.

3.经济：指输电线路建造和运行的满用低，电能损耗少.

考点二、降低输电损耗的两个途径

1.输电线上的功率损失：P=£r，/为输电电流，/•为输电线的电阻.

2.降低输电损耗的两个途径

⑴减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况卜，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加

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，就要提高输电电压.

考点三、电网供电

I.远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压,然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降

到所需的电压.

2.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.

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直的平衡.

(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠,质量更高.

重难点技巧一、输电线上的电压和功率损失

1.输电线上的电压损失

P

AU=U—U'=Ir=~^,r.

2.输电线上的功率损失

(l)AP=/2r,其中/为输电线上的电流，/•为输电线的电阻.

或△。=平：，其中为输电线上的电压损失.

3.减少电压损失和功率损失的方法

(I)减小输电线的电阻入根据r=/4,可减小电阻率〃，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导

线的横截面积S,但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的匪难.

(2)减小输电电流/,根据/=刍，在输送功率尸一定，输电线电阻「一定的条件下，输电电压提高到原来的〃倍，输

送电流可减为原来的《输电线上的功率损耗将降为原来的/.

重难点技巧二：解决远距离高压输电问题的基本方法

1.首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.

2.理清三个回路：

回路1：Px=U\Ix

回路2：S=AU+S，P2=AP+P3=/22R线+。3，h=h

回路3：P4=U/4.

3.常用关系

（1）功率关系：Pl=P2,P2=&P+P3,P3=P4.

（2）电压关系:,成,S=AU+S，务意

（3）电流关系:£='，，2=/线=，3,（琮.

（4）输电电流：/统=含=合=,.

（5）输电线上损耗的电功率：AP=P2一心=/线2冗线=合止=AU-/线.

⑹输电线上的电压损失：MJ=1^R^=U1-U3.

考点题型归纳

题型一：影响输电损耗的因素

1.（2022・全国•高二）下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（）

A.减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失

B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小

D.高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好

2.（2022・全国•高二课时练习）某水电站发电机的输出功率恒定，用升压变压器将电压升至U后向远处输电，输电

电流为/,在用户端用降压变压器将电压降至所需电压、为减小输电线的热功率，下列措施可行的是（）

A.增大输电电流/B.增大输电电压U

C.减少输电时间D.减小输电导线的横截面积

3.（2020.北京.首都师范大学附属中学永定分校高二期中）当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率

与电路中的（）

A.输送电压成正比B.输送电压的平方成正比

C.输耳线中的电流成正比D.输电线中电流的平方成正比

题型二：输电线上的电压和功率损失的计算

4.（2022.全国•高二课时练习）如图所示为远距离输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是广

的两条输电线输电，输电线路中的电流是//，其末端间的电压为切，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4则（）

A.输电线路上损失的电功率为输电线上的电压降为U

C.理想变压器的输入功率为/：rD.用户端的电压为亍1

5.（2022・全国•高二课时练习）某发电站将电能输送到工厂通过图示的流程来实现，经测定发电机输出的电压和电

流分别为S和//,升压变压器输出的电压和电流分别为S和/2,降压变压器输出的电压和电流分别为S和力，Ri

为两变压器间输电导线的总电阻。下列计算正确的是（）

A.根据欧姆定律：

B.对升压变压器一定有U〃尸S/2

C.两受压器间输电导线的热损耗为

D.电动机的机械功率为S/3

6.（2022•重庆•高二期末）黎江蟠龙抽水蓄能电站建成投用后，将作为重庆市未来电网中重要的骨干电源。电站的

电能输送示意图如图所示，升压变压器与降压变压器间输电线总电阻为八升压变压器原、副线圈页数比殳=。，降

〃2

压变压器原、副线圈匝数比变压器均为理想变压器，若发电机的输出电压为S,用户输入端电压为3,用

“4

户消耗电功率为P,则下列说法正确的是（）

P

A.通过升压变压器原线圈的电流为万

B.输耳线上损失的电压为a-七

c.因输电线发热而损失的功率为（看）。

D.电路的输电效率为%（X）%

题型二：用户端功率的改变判断输电线物理量的变化

7.（2022・陕西・长安一中高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压

分别为伪和。2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为S和在输电线路的起始端接入两个互感器，两个

互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10,各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（）

A.两互感器均起到降压作用

B.若旦压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则线路输送电功率为220kW

C.若保持发电机输出电压S和用户数定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少

D.若发电机输出电压S一定，若用户数增加，为维持用户电压口一定，可将滑片。下移

8.（2022•福建龙岩•高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别

为S和S，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为S和%，升压、降压变压器均为理想变压器。在输电线路

的起始端接入两个理想交流互感器，图中甲、乙均为理想电表。则下列说法正确的是（）

A.甲为电流表，乙为电压表

B.若且压互感器的诚数为220V,电流互感器的读数为5A,则输送功率为U0UW

C.若保持发电机输出电压U/—定，仅增加负载，则S将增大

D.当用户的用电器增多时，P3、P/都会增大，输电线上损失的功率会减小

题型五：升压和降压器中的物理量的计算

13.（2020•山东•青岛二中高二期中）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率。=KX）kW,发电机的电压

3=250V,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻仆=8C,在用户端用降压变压器把电压降为q=220V。

已知输电线上损失的功率%=5kW,假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）

A.发也机输出的电流L=4（）AB.输电线上的电流/我二625A

C.降压变压器的匝数比%：4=I9O：11D.用户得到的电流/，=465A

14.（2022•江苏徐州•高二期末）如图所示为模拟远距离输电电路图，升压变压器的原、副线圈匝数之比为卜4,其

原线圈两端的电压为12V；降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1,其副线圈两端的电压为11.5V。远距离输电

线路的总阻值为1Q，两变压器均视为理想变压器。则升压变压器的输入功率为（）

A.24WB.48WC.92WD.96W

15.（2022•浙江・泰顺中学高二期末）如图所示，某水电站发电机的输出功率P=IOOkW,发电机的输出电压4=250V,

经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为上=22OV。已知输电电流，纹=25A,两条输电线

路总电阻质=8C,变压器均视为理想变压器，则（）

A.用户得到电功率为95kWB.升压变压器的匝数比勺：4=4:5

C.降压变压器的匝数比/：4=200:11D.发电机的输出的电流L=40A

题型六：远踮离输电的综合问题

16.（2022.山东.泰安市基础教育教学研究室高二期末）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率0=100kW,发

电机的输出电压为U/=250V,经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R行8d在用户端用降压变压器把

电压降为S=220V。已知输电线上损失的功率尸卡5kW,假设两个变压器均是理想变压器，试求

（1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）；

（2）降压变压器的匝数比〃热

（3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW,且要求用户电压〃不变，输电网络的输电效率不能太低，则

可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输

出功率3

17.（2022例川雅安•高二期末）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈加〃匝数N=IOO,

面积S=0.03m,发电机线圈电阻，•不可忽略，线圈匀速转动的角速度。=100md/s,匀强磁场的磁感应强度八立T。

7T

输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。输电导线的总电阻

R=10Q,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为%:〃4=10：1,若用户区标有“220V,8.8kW

的电动机恰能正常工作。求：

（1）输电线路上顿耗的电功率AP;

（2）若升压变压器原、副线圈值数比为〃/4=1：8,交流发电机线圈电阻，上产生的热功率。

18.（2022.北京朝阳•高二期末）某村庄较远处修建了一座小型水电站.河水的流量Q=L0m'/s,落差人=3.2m.河

水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。

已知发电机的输出电压a=3OOV,用户需要的电压。4=22（可，两地间输电线的总电阻R=5C,输电线上损耗的

功率为发电机输出功率的4%,水的密度「ulxlO'kg/n?。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度

=I0m/s2o求：

（I）发电机的输出功率P;

（2）输电线上通过的电流々及降压变压器的输入电压U3：

（3）升压、降压变压器上原副线圈匝数比区及小。

三：课堂过关精练

一、单选题

19.（2022•辽宁•东北育才学校高二阶段练习）我国超级电网，将热、水、风、光、核发电及电动汽车电池储能并入

电网.如图所示为某小型发电站高压输电示意图.升压变压器原、副线圈两端的电压分别为G和U2,降压变压器

原、副线圈两端的电压分别为4和在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分

别为10:1和1:10,各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确酌是（）

A.两互感器均起到降压作用

B.若耳压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则线路输送电功率为220kW

C.若保持发电机输出电压■和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少

D.若发电机输出电压G一定，若用户数增加，为维持用户电压上一定，可将滑片P下移

20.（2022・全国•高二课时练习）如图所不，交流电源与理想升压变日器相连进仃远距离输电，升压变压苦冷与降压变

压器间输电线路的总电阻为反降压变压器副线圈接入•台电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表,

电压表示数为U,电流表示数为/,下列说法一定正确的是（）

A.电动机内线圈的阻值为彳B.电动机的输入功率为U/

C.输口线路的损耗功率为/2RD.输电线路的总电阻R=§

21.（2022.辽宁・东北育才学校高二）用特高压实现远距离输电。在远距离输电中，输电线电阻不可忽略，如图，水

电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向湖南供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝

数分别为〃/、〃2,Q为输电线总电阻，后为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变

电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为AU?、A/2,电压表和电流表均为理想电表,

下列说法正确的是（）

A,四=凡+农

C.对丁原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为火'=（3）2（&+火）

〃2

D.输他线路上损耗的功率为0赧=^7上工0

A1+A2+K

22.（2022•江苏省如皋中学高二阶段练习）对于远距离输电，在七一定的情况下，设输电线路中的电流为/送，输

电线的总电阻为火线，为了减少损耗，采用增大电压U送输电，下列说法正确的是（）

A.由。送=/送用”知输电线路中的电流变大

B.由&=，送〃送，知输电线路中的电流变小

C.由%=等，知输电线路消耗功率增大

D.由送2与戈，知不会影响输电线路中的电流

23.（2022.全国•高二）如图为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为〃:1,输电线总电阻

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,若由于用户端负载变化，使发电厂输

出功率增加了AP。下述错误的是（）

A.电压表V1的示数不变，电压表V?的示数减小B.电流表A1、A2的示数均增大

C.输日线上损失的电压增加了爷^D.输电线上损失的功率增加了噜岁

24.（2022.全国.高二课时练习）图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：200,降压变压器

原、副线圈的I巾:数比为200：1,远距离输电线的总电阻为1（X4,若升压变压器的输入电压如图乙所不，输入功率

为750kW,下列说法正确的是（）

A.用户端交流电的频率为100HzB.用户端电压为250V

C.输日线中的电流为15AD.输电线路的损耗功率为25kW

25.（2022・江苏・盐城市田家炳中学高二期中）某个小水电站发电机的输出功率为lOOkW,发电机的电压为250V。

通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总甩阻为2Q,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：

（1）输电线上的电流为多少？

（2）升压变压器的匝数比等于多少？

26.（2022•山东•临沂二十四中高二期中）截止2022年2月22日，我省光伏发电输出创历史新高，达到1080.9万千

瓦，占我省用电负荷的36.1%,为我省脱贫致富、能源转型和绿色发展贡献了力量。光伏发电厂需将直流电转化为

交流电后输送给用户。假设某小型电厂用如图的方式进行输电，已知G=250V,输电功率＜=100kW,输电线的总

电阻时=8C,q=22（）V。若输电线上损失的功率为输电功率的5%,认为所用变压器都是理想变压器，求：

（1）输电线上的电流/线；

（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。

四：高分突破精练

27.（2022•福建漳州•高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器

均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想器材），两互感器原、副线圈的匝数比分

别为200：1和1：20,电压表的示数为220V,电流表的示数为4A,输电线路总电阻尸20Q,则下列说法正确的是

（）

A.互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器

B,线路上损耗的功率为32OW

C.发耳机输出的电功率为3520kW

D.用户使用的用电设备增多，降压变压器输出电压口大小不变

28.（2022・全国•高二课时练习）“西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输

送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压

器，升压变压器原、副线圈匝数比为殳，降压变压器原、副线圈匝数比为丛，发电厂输出电压恒为G，升压变压

器和降压变压器之间输电线总电阻为R,下列说法正确的是（）

A.若五二2,则用户获得的电压也为a

B.用户获得的电压不可能大于a

c.当用户消耗的功率增大时，用户表得的中，压也增大

D.若输电线R上损失的功率增大，则用户消耗的功率和发电厂输出功率均增大

29.（2022・全国•高二课时练习）如图所示，发电机线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势

e=100应sinlOOR（V）。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电,理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为5:2,

降压变压器副线圈接入一台“220V1100W”的电动机，恰好正常工作，电动机内阻为10Q,输电线路总电阻为25C,

线圈及其余导线电阻不计，电表均为交流理想电表，则下列说法正确的是（）

A.图示位置时电压表示数为100&VB.升压变压器原、副线圈匝数比为1:5

C.输目线路中的电流是12.5AD.发电机线圈的输出功率为1200W

30.（2022•江苏南京•高二期末）如图为远距离输电示意图,理想变压器匝数之比在升压变压器

的原线圈两端接入有效值为q的交流电源，两条输电线的总电阻为与，假设用户处的总电阻为&,不考虑其他因

素的影响，则输电线上的电流为（）

叫叫

、•凡B.凡+〃24

U\5

2D，

CR^nR2丁+〃2.

31.（2022•江西•兴国中学高二期末）北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座

年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为25OV,通过理想变压器向远处输电，如

图，所用输电线的总电阻为8Q,升压变压器I原、副线圈匝数比为1：16,下列说法正确的是（）

A.若该发电系统输送功率为1x1O，W,则输电线损失的功率为4xl0'W

B.若该发电系统输送功率为IxlO'w,用户获得220V电压，则降压变压器T?原、副线圈的匝数比为190：11

C.若用户消耗功率减少，则升压变压器［的输出电压S减小

D.若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压a增大

32.（2022・四川・树德怀远中学高二期末）风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为10kW,输

出电压为25OV,用户得到的电压是22OV,输电线的电阻为20Q,输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功

率为输送功率的5%,变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（）

A.通过输电线的电流为4A

B.用户得到的电功率为9.5kW

C.升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：4

D.降压变压器原、副线圈的匝数之匕为10（）：II

33.（2022.江苏镇江.高二期末）远距离输电示意图如图所示，两变E器均为理想变压器，升压变压器7的原、副线

圈匝数分别为小、〃2,在7的原线圈两端接入•电压”=加0的交流电源。若输送电功率为尸，输电线的总电阻

为2/，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）

34.（2022•山东省泰安英雄山中学高二期末）一水电站交流发电机的输出电压有效值为恒定值通过理想升压变

压器（和理想降压变压器4向城市用户供电，输电线总电阻为R,远距离输电示意图如图所示。丁的原、副线圈匝

数分别〃I、输入电压和输入功率分别为G和输出电压和输出功率分别为S和鸟；4的输入电压和输入功

率分别为4和P；,输出电压和输出功率分别为U,和乙。下列说法正确的是（)

A.当用户的用电器增多时，%增大

B.当用户的用电器增多时，巴增大

C.在输入功率不变的条件小要减小线路的损耗，应增大升压变压器的生

（］2

D.输电线上损失的电功率为△「二」•

R

二、多选题

35.（2022•辽宁鞍山・高二阶段练习）如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压S=250V,输出功率P/=l00kW,

输电线电阻R=8C0则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（）

A.若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大

B.若目站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小

C.输耳线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比为n「n2=l：16

D.用10000V高压输电，输电线损耗功率为8000W

36.（2022・全国•高二课时练习）如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压

变压器原、副线圈匝数为尢，降压变压器原、副线圈匝数比为3,发电厂输出电压为输出电功率为P,升压变

压器和降压变压器之间输电线总电阻为心下列说法正确的是（）

A.若用户获得的电压也为■，则K&=1

B.用户端并联使用的用电器增多时，输电线上损失的功率增大

D.降压变压器输出的电功率尸=再

37.（2022•河北♦石家庄市第十七中学高二）如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变

压器，升压变压器原副线圈匝数比为人，降压变压器原副线圈匝数比为3,发电厂输出电压为G，输出电功率为P,

升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R,下列说法正确的是（）

A.若用户获得的电压也为■，则勺&2=1B.用户端并联使用的用电器增多时，输电线上损失的功率增大

kPRn2

C.输日线上损失的电压△〃=彳厂D.降压变压器输出的电功率2'=成

38.（2022・全国•高二课时练习）随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。图甲为

某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈重数比为1：10,升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规

律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V,升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的电

阻不能忽略，则下列分析中正确的是（）

A.交变电流的频率为50Hz

B.升压变压器原线圈的输入电压〃=25O0sinlOOm（V）

C.升压变压器副线圈的输出电压为2500&V

D.降压变压器原、副线圈匝数比可能为18：1

39.（2022・全国•高二课时练习）在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线框，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如

图甲所示的正弦式交变电流，把该交变电流输入到图乙中理想变压器的4、4两端。图乙中的电压表和电流表均为

理想交流电表，Rz•为热敏电阻（温度升高时电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（）

A.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为c=36&cos100加（V）

B.在/=O.Ols时刻，线框平面处于中性面位置

C.%处温度升高后，电压表V1示数与V?示数的比值不变

D.&处温度升高后，电压表V2示数与电流表A2示数的乘积可能不变

40.（2022・西藏・林芝市第二高级中学高二期末）随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门

就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，

两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法

正确的是（）

A.降压变压器的输出电压q减小了B.升压变压器的输出电流增加了

C,输月线上损失的功率减小了D.发电厂输出的总功率减小了

41.（2022•黑龙江•建三江分局第一中学高二期中）高压'特高压输电是减小电能损失的有效方法，我国在这方面已经

走到了世界前列。如图所示为远距离输电的示意图，图中变压器均为理想变压器，输电线总电阻/-son。用户可

等效为图中的滑动变阻器。已知〃=2（XK历sin（100m）V,^：«4=50:1,用户额定电压为220V,正常情况下用户消

耗的总功率为U0KW。下列说法正碓的是（）

A.变压器工的输入功率为125KW

B.滑动变阻器的阻值/<=0.44C

C.升压变压器匝数比仆：〃2=1:225

D.当滑动变阻器触头向上滑动时，，输电线损失的功率变小

42.（2022・海南•琼海市嘉积第二中学高二期末）一台发电机输出功定为1000kW,输出电压为IO（X）V,经变压器Ti

升压后向远方输电。输电线路总电阻样=19。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、

100W）,若在输电线路上损耗的功率为发电机输出功率的1（）%,变压器Ti和T2的损耗可忽略，则（）

A.1原、副线圈电流分别为1000A和10A

B.箫的原、副线圈匝数比为1:10（）

C.T?原、副线圈电压分别为1000V和220V

D.有9000盏灯泡正常发光

43.（2022•河南安阳•高二期末）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别

为G用/降压变压器原、副线圈两端的电压分别为以和4输电线总电阻为A=5C。在输电线路的起始端接入两

个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10,各互感器和电表均是理想的，则下列说法正确

的是（）

A.图中甲为电压互感器，甲中。应该为电压表

B.若图中电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则线路输送电功率为2200kW

C.若图中电流表的示数为10A,则输电损失电功率为1（XX）W

D.若发电机输出电压G一定，用户数增加，则用户电压力一定降低

三、解答题

44.（2022・广东江门,高二期中）一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，

如图所示。已知发电机的输出电压U尸240V,输出功率尸=10kW：用户处的电压〃=220V,消耗的功率P/zF9.75kW,

两变压器间线路的总电阻R=10C,其余线路电阻不计，求：

（1）升压变压器的原、副线圈匝数比口；

（2）降压变压器的原、副线圈匝数比依。

45.（2022♦四川成都•高二期中）水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能。某小型

水力发电站水流量为。=5m%（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为/『10cm,发电机（内

阻不计）的输出电压为U/=250V,输电线总电阻为尸4C,为了减小损耗采用了高压输甩。在发电机处安装升压变

压器,而在用户处安装降压变压器,其中〃3：〃4=190:11,用户获得电压M=220V,用户获得的功率尸4安.9X1Q5W,

若不计变压器损失的能量，已知水的密度0=LOxlO'kg/m'、重力加速度g=10m/s21»求:

（1）高压输电线中的电流强度/2；

（2）升压变压器原、副线圈的匝数比〃/：〃2；

（3）该电站将水能转化为电能的效率〃有多大？

46.（2022・安徽・定远县民族中学高二阶段练习）如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器工

和降压变压器《向用户供电。口知输电线总电阻A-1OC,升压变压器的（原、副线圈叱数之比为1：6,降压变压

器的♦原、副线圈匝数之比为5：1,副线圈与纯电阻组成闭合电路，用户用电器电阻人=若（、/均为理想

变压器，刀的副线圈两端电压表达式为“=220夜sinlO。加V,求：

（1）用户端的用电电流4和输电电流，2；

（2）输电线上损耗的电压AU和损耗的功率AP：

（3）发电机的输出电压G和输出功鑫

47.（2022•重庆市朝阳中学高二期中）有一台内阻为1C的发电机，供给一学校照明用电，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3：1,输电线的总电阻为5C。全校共有66个班，每

班有“220V,40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，求：

（1）升压变压器副线圈两端的电压小;

（2）发电机的输出功率。

48.（2022.江苏常州.高二期中）如图所示，为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器I和降压变

压器与向用户供电。已知输电线总电阻R=1OC，升压变压器工的原、副线圈匝数之比为1:5,降压变压器心的原、

副线圈歪数之比为4：1,副线图与纯电阻组成闭合电路，用电器电阻&=11。。若1、心均为理想变压器，心的副

线圈两瑞电压表达式为〃=220应sinlOO.V。求：

（1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）：

（2）若因用户增加导致用户消耗功率达到8.3kW,且要求用户电压不变，则可调整发电机输出功率和降压变压器力

的匝数比以满足要求，求调整后变压器4原、副线圈的匝数比。

参考答案:

1.B

【详解】A.减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率4=/27?,不利于减小输电过程

中的电能损失，故A错误；

B.高压输电是通过减小输电电流，根据输电过程中损失的电功率％=广氏，有利于减小电路的发热损耗，故B正

确；

C.输送的电功率越大，输电线上的电流越大，输电过程中的电能损失越大，故C错误；

D.高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所以不是输电电压越高越好，故D错误。

故选B。

2.B

【详解】由于输电线损耗的热功率

A.若增大输电电流/,会增大输电线损耗的热功率，A错误；

B.由于输送功率不变，根据

可知增大输电电压U，会减小输电电流/，从而减小输电线损耗的热功率，B正确；

C.输送功率与时间无关，c错误；

D.根据

可知，减小输电导线的横截面积，导致输电线电阻变大，从而增大输电线损耗的热功率，D错误。

故选Bo

3.D

【详解】AB.根据电功率

P=IU①

输电线上损耗的功率

由①@式解得

输电线上损耗的功率与输送电压的平方成反比，故AB错误：

CD.根据输电线上损耗的功率

AP=/2R

可知输电线上损耗的功率与输电线中电流的平方成正比，故D正确.C错误。

故选D,

4.D

【详解】AB.发电厂的输出电压是（；，末端间的电压为S，输电线路上的电压降为

则输电线路上损失的电功率为

故AB错误；

C.由上述分析知，•是输电线损耗的功率，故C错误；

D.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S，由理想变压器输入功率等于输出功率，则有

Uih=U2h

得

故D正确。

故选D,

5.C

【详解】A.输电电流等于输电功率与输电电压之比，S是输电电压，不是输电线损失的电压，故A错误：

B.理想变压器输入功率等于输出功率，但是实际变压器工作过程有一定的能量损失，因此，U"/穴等于S/2,故B

错误；

C.两变压器间输电导线的热损耗为

故C正确；

D.电动机的输入功率等于电动机的热功率和电动机的机械功率之和，电动机的输入功率

故D错误。

故选C。

6.C

【详解】A.依题意，根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知若用户消耗电功率为P,由于输电线路上有功

率损耗，所以通过升压变压器输入端的功率一定大于P,则理想降压变压器输入端的电流

故A错误；

B.根据理想变压器电压与匝数比关系，可得通过降压变压器输入端的电压为

升压变压器输出端电压为

可得输电线上损失的电压为

故B错误：

C.用户消耗电功率为P,可得降压变压器输出端的电流为

根据电流与匝数比关系可得，输电线路上的电流为

则输电线发热而损失的功率为

故c正确；

D.电路的输电效率为

根据

联立可得

故D错误。

故选C。

7.B

【详解】A.根据两个互感器原、副线圈的匝数比可知电压互感器起到降压的作用，电流互感器起到降流（升压）

的作用，A错误；

B.设输电电流为上，根据理想变压器变压和变流规律可得

解得

（J2=2200V

/2=IOOA

所以线路输送的电功率为

P=U2I2=2200x100W=220kW

B正确：

C.由理想变压器变压和变流规律可得

设输电线路总电阻为，・，根据闭合电路欧姆定律有

U3=U2-hr

设用户端总电阻为R，根据欧姆定律有

联立以上五式解得

若保持发电机输出电压S和用户数一定，仅将滑片。下移，则S增大，R不变，所以/2增大，而输电线损耗功率

为

所以输电线损耗功率增大，C错误；

D.若保持发电机输出电压S和Q的位置一定，使用户数增加，即叨不变，R减小，则〃增大，S减小，为了维

持用户电压”一定，需要增大幺，可将滑片P上移，D错误。

%

故选Bo

8.D

【详解】A.电表甲所在互感器原线圈比副线圈匝数多，且原线圈并联在输电线路两端，所以该互感器是将输电的

高电压降低至电表中可测量的范围内，是电压互感器，即电表甲为电压表；电表乙所在互感器原线圈比副线圈匝数

少，且原线圈串联在输电线路中，所以该互感器是将输电的高电流降低至电表乙可测量的范围内，是电流互感器，

即电表乙为电流表，故A错误；

B.电压互感器和电流互感器的读数并不等于升压变压器副线圈两端电压和输电电流，需要根据互感器原、副线圈

匝数比才能计算出输送功率，所以输送功率不等于1100W,故B错误；

CD.而升压变压器有

设负载总电阻为R,输电线路电阻为r,对降压变压器，可知

其中

联立以上五式可得

若保持发电机输出电压一定，仅增加负载，即R减小，则《将减小；若保持发电机输出电压必和负载不变，

仅将滑片。下移，则〃2增大，则〃将增大，根据可知输电线损耗功率增加，故C错误，D正确。

故选D,

9.C

【详解】A.根据理想变压器变压规律可知

虽然用户消耗功率减少，但因为U/始终不变，所以S始终不变，故A错误；

B.若用户消耗功率增加，则发电系统输出功率一定增大，「原线圈电流〃增大，根据理想变压器变流规律可知副

线圈电流/2也增大，即输电电流增大，又因为

并且S不变，所以S减小，则必减小，故B错误；

CD.若该发电系统输送功率为6=lxlO'W,则Ti原线圈电流为

「副线圈电流，即输电电流为

输电线损失的功率为

T?原线圈电压为

所以降压变压器工原、副线圈的匝数比为

故C正确，D错误。

故选C。

10.D

【详解】A.变压器（原、副线圈电浣分别为

故A错误;

B.根据变压渊心原、副线圈电压，电流关系，有

/=220V,，4=',名=《(1—10%)

a

所以

故B错误；

C.变压器工和A的变压比分别为

._q_9000区」」

.一以-11'

故c错误；

D.设有〃盆灯泡正常发光

所以

故D正确。

故选D,

11.D

【详解】A.通过升压变压器原线圈的电流为

P

//=-=71.4A

q

输电电路上损失的功率至多为：

尸后尸x5%=/22r

得输电线上的电流为：

/户17.7A

升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为：

〃/:n2=lnh=17.7：71.4=1：4

则A错误；

B.升压变压器的输出电压为

叫

(/2=^-L=1400V

n\

流过降压变压器原线圈的电流为：

f3=317.7A

降压变压器原线圈两端的电压为：

S=U2-/2r=l329V

已知降压变压器的输出电压，即用户电压必=220V,所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比为:

〃3：〃4=S：04=1329:220=6:1

则B错误；

C.输电导线上的电压损失约为

△U=/2L70.8V

则C错误；

D.设可安装的白炽灯为〃盏，则灯消耗的功率也即降压变压器的输出功率为：

P4=nPtr

又对理想变压器有:

P4=P线

〃二593.75

所以取593,则D正确.

12.C

【详解】理想变压器的变压比

因为S、〃八〃2均不变，则U2不变，当用户的用电器增多时，力增大，根据变压器输出功率决定输入功率，有P3

增大，升压变压器的输入功率尸/和输出功率P2也都增大，根据

则/2增大，则

增大，所以由

得出S减小，所以“也减小；经以上分析知当用户的用电器增多时尸4增大，，2增大，所以由

得输电线上损失的功率也增大，故C正确。

故选C。

13.C

【详解】A.由功率

得发电机输出的电流

故A错误；

B.由输电线上损失的功率

得

故B错误；

C.由升压变压器的电流关系有

升压变压器电压关系

解得

输电线上损失的电压

由电压关系

解得

故C正确；

D.由降压变压器的电流关系

解得

故D错误。

故选C。

14.D

【详解】由电压与匝数关系

2=2幺=%

U,小亿%

解得升压变压器副线圈电压为

降压变压器原线圈电压为

则远距离输电线路上的电流为

理想变压器不改变功率，故升压变压器的输入功率为

故选D,

15.A

【详解】D.发电机输出的电流为

D错误,

A.线路损耗的功率为

两理想变压器不改变功率，故用户得到的电功率为95kW,A正确;

B.升压变压器的副线圈输出电压为

升压变压器的匝数比为

B错误:

C.输耳线损耗电压

降压变压器的原线圈电压

故降压变压器的匝数比为

C错误。

故选A>

八c/19°416

16.⑴好95%；⑵小于⑶4=—；240kW

%1

【详解】（1）输电效率

（2）输电线电流小由

得

对用户，由

得

由理想变压器的电流与匝数的关系可得

（3）由输电线路的关系

力滔…

可得

(/2=4000V

当用户消耗功率到户=211.2kW后

P'=U£,}•=a

%

—;生，

aq

解得

由

可得

由于12'=/3'，发电机的输出功率为

17.(1)160W：(2)640W

【详解】(1)设降压变压器原、副线圈的电流分别为A、k电动机恰能正常工作，有

解得

/4=40A,A=4A

所以输电线路上损耗的电功率

(2)设降压变压器原线圈的输入电压为％,则有

解得

设升压变压器副线圈的输出电压为U?,则有

设升压变压器原线圈的输入电压为a,则有

解得

设原线图电流为九，则有

解得

交流发电机电动势最大值为

交流发电机电动势有效值为

交流发电机线圈内阻上消耗的热功率为

172

18.(I)1.8XI04W；(2)12A,1440V；(3)—

【详解】取时间的河水为研究对象，其质量

〃?=夕。•△/①

河水减少的重力势能

△Ep=/7陪力②

发电机的输出功率