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1、课时跟踪检测（十） 电能的输送 1远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为 U1110 kV输电 和输电电压为 U2330 kV输电。则两种情况中，输电线上通过的电流之比为 I1I2等于( ) A11 B31 C13 D91 I1 U2 解析：选 B 输送功率相同，根据 PUI 得，输电电流与输电电压成反比，所以 I2 U1 3 。故 B 正确。 1 2远距离输电，输电功率一定，当输电电压为 U0时，输电线上的电流为 I0，损失的电功 率为 P0。则当输电电压提高为 2U0时( ) U A由 I 得，输电线上的电流变为 2I0 R P I0 B由 I 得，输电线上的电流变为
2、 U 2 U2 C由 P 得，输电线上损失的电功率为 4P0 R D由 PIU 得，输电线上损失的电功率为 2P0 解 析：选 B 设输电线的电阻为 R，当输电线上的电流为 I0时，损失的电功率为 P0I02R。 P I0 当输电电压提高为 2U0时，由 I 可知输电线上的电流变为 ，输电线上损失的电功率为 P 损 U 2 I0 P0 (2 ) 2R 。故选项 B 正确。 4 3(多选)如图 1 所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化 的图像，则( ) 图 1 A发电机输出交流电的电压有效值是 500 V B用户用电器上交流电的频率是 50 Hz C输电线的电流只由降压
3、变压器原副线圈的匝数比决定 D保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，可减少输电线上损失的功率 1 500 解析： 选 BD 由图像可知交流电的最大值为 Um500 V，因此其有效值为 U V250 2 2 1 V，故 A 错误；根据发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T0.02 s，故 f T 1 Hz50 Hz，故 B 正确；输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线 0.02 U1 U2 圈的匝数比无关，故 C 错误；保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据 n1 n2 可知，次级电压变大，次级电流减小，根据 PI2r 可知，输电线上损失的功率减小，
4、选项 D 正确。 4图 2 为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是( ) 图 2 AU1U2 BU2U3 CI4I2 解析：选 D 在远距离输电中，首先是升压，故 U2U1，根据输入功率等于输出功率可知： I1U1I2U2，可知 I1I2，选项 A 错误，D 正确；在远距离输送过程中，导线上是有电压损失的， 故 U2U3，根据输入功率等于输出功率可知：I2U3I4U4，可知 I4I2，选项 B、C 错误；故选 D。 5远距离输电的原理图如图 3 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
5、下列关系 式中正确的是( ) 图 3 I1 n1 U2 A. BI2 I2 n2 R CI1U1I22R DI1U1I2U2 I1 n2 解 析：选 D 根据变压器的工作原理可知 ，所以选项 A 错 误；因 U2、I2、R 不满足欧 I2 n1 姆定律公式中物理量之间的对应关系，所以选项 B 错 误；U1I1U2I2，但 U2I2I22R，选项 C 错 误，D 正确。 6(多选)如图 4 所示，一小水电站，输出的电功率为 P20 kW，输出电压 U0400 V，经 理想升压变压器 T1变为 2000V 电压远距离输送，输电线总电阻为 r10，最后经理想降压 2 变压器 T2降为 220 V 向
6、用户供电。下列说法正确的是( ) 图 4 A变压器 T1的匝数比 n1n215 B输电线上的电流为 50 A C输电线上损失的电功率为 25 kW D变压器 T2的匝数比 n3n49511 解 析：选 AD 升压变压器 T1的输出电压等于 2 000 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 n1n215，选项 A 正确；输出的电功率为 P020 P kW，而升压变压器 T1变为 2 000 V 电压远距离输送，根据 I ，可知输电线上的电流为 I U 20 103 2 000 A10 A，所以选项 B 错误；根据 P 损I2R10210 W1 000
7、W，所以选项 C 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 U2 000 U3 n3 V1010 V1 900 V；根据 ，则有变压器 T2的匝数比 n3n41 9002209511， U4 n4 所以选项 D 正确。 7(多选)为消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，高压线上输电电压为 U，电流为 I，热耗功率为 P；除冰时，输电 线上的热耗功率需变为 9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A输电电流为 3I B输电电流为 9I 1 C输电电压为 3U D输电电压为 U 3 解析：选
8、 AD 由 PI2R 线知 P9P 时，I3I，故 A 对 B 错；又由 PIU 得， 1 U U，故 C 错 D 对。 3 8如图 5 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( ) 图 5 3 I1U1 A用户端的电压为 I2 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 解析：选 A 理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为 U2，则有 I1U1 I1U1
9、U2I2，U2 ，选项 A 正确；输电线上的电压降为 UI1r，或者 UUU1，选项 B 错误； I2 理想变压器的输入功率为 PI1U1，选项 C 错误；输电线路上损失的电功率为 PI12r，选项 D 错误。 9(多选)如图 6 为发电厂向远处用户的输电电路示意图，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。若输送功率增大，下列说法中正确的 有( ) 图 6 A升压变压器的输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大 C输电线上损耗的功率增大 D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 解析：选 CD 升压变压器的输出电压只由输入电压决定，与输送功率无关，选项 A
10、错误； 若输送功率增大，则输送的电流增大，输电线上的电压损失变大，输电线上的功率损失变大， 则降压变压器初级电压减小，次级输出电压减小，选项 B 错误，C 正确；输电线上消耗的功率 P 线 I2R IR 与总功率之比： ，因输送功率变大时，输送电流变大，故输电线上损耗的功率占 P 总 IU U 总功率的比例增大，选项 D 正确。 10(多选)如图 7 为某小型水电站的电能输送示意图。已知输电线的总电阻 R10，降 压变压器 T2的原、副线圈匝数之比为 41，电阻 R011。若 T1、T2均为理想变压器，T2的 副线圈两端电压表达式为 u220 2sin 100t V，下列说法正确的是( ) 图
11、 7 4 A发电机中的电流变化频率为 100 Hz B通过 R0的电流有效值为 20 A C升压变压器 T1的输入功率为 4 650 W D若 R0的电阻减小，发电机的输出功率也减小 100 解析：选 BC 由于 T2的副线圈的交流电的频率为 f 50 Hz，而变压器是不 2 2 能改变交流电频率的，故发电机中的电流变化频率为 50 Hz，选项 A 错误；由于 T2的副线圈的 U 220 V 交流电电压的有效值为 U220 V，故通过 R0的电流有效值为 I 20 A，故选项 B R0 11 I 正确；根据匝数与电流的关 系可得 T2的原线圈中的电流为 I 5 A，故输电线上损失的功 4 率为
12、 P 损I2R(5 A)210 250 W，而电阻 R0上消耗的电功率为 P0I2R0(20 A)211 4 400 W，故升压变压器 T1的输入功率为 PP 损P04 400 W250 W4 650 W，故选项 C 正确；若 R0的电阻减小，则电阻 R0消耗的电功率将增大，输电线上的电流增大，输电线上消 耗的电功率也增大，故发电机的输出功率也要增大，故选项 D 错误。 11如图 8 所示，发电机输出功率为 P100 kW，输出电压是 U1250 V，用户需要的电压 是 U4220 V，输电线电阻为 R10 。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试 求在输电线路中设置的升、降压变压
13、器原副线圈的匝数比。 图 8 解析：输电线损耗功率 P 线1004% kW4 kW，又 P 线I22R 线 输电线电流 I2I320 A P 100 000 n1 I2 20 1 原线圈中输入电流 I1 A400 A，所以 U1 250 n2 I1 400 20 n2 U2U1 25020 V5 000 V，U3U2U 线5 000 V2010 V4 800 V n1 n3 U3 4 800 240 所以 。 n4 U4 220 11 1 240 答案： 20 11 12在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个电站，输送的电功率 为 P500 kW，当使用 U5 kV 的电压输
14、电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度 表一昼夜示数相差 4 800度。求： (1)这时的输电效率 和输电线的总电阻 r。 (2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外 5 输电？ 解 析：(1)由于输送功率为 P500 kW，一昼夜输送电能 EPt12 000(度)，终点得到的 P 电能 E7 200(度)，因此效率 60%。输电线上的电流可由 I 计算，得 I100 A，而输 U 4 800 电线损耗功率可由 PrI2r 计算，其中 Pr kW200 kW，因此可求得 r20 。 24 P 1 (2)输电线上损耗功率 Pr(U )2r ，原来 Pr200 kW，现在要求 Pr10 kW，计算 U2 可得输电电压应调节为 U22.4 kV。 答案：(1)60% 20 (2)22.4 kV 6