第08講 電能的輸送（預(yù)習(xí)）（解析版）-2025版高二物理寒假精-品講義

第08講電能的輸送（預(yù)習(xí)）模塊一思維導(dǎo)圖串知識模塊二基礎(chǔ)知識全梳理（吃透教材）模塊三教材習(xí)題學(xué)解題模塊四核心考點精準練（6大考點）模塊五小試牛刀過關(guān)測1．明確常規(guī)輸電過程，理解遠距離輸電的要求。2.明確遠距離輸電時電壓損失和功率損失與哪些因素有關(guān)及減小電能損失的方法，理解高壓輸電的原理。3.會對簡單的遠距離輸電線路進行定量計算。知識點1：遠距離輸電的兩種損失【情境導(dǎo)入】發(fā)電廠（站）要建在靠近能源的地方，而用電的地方卻分布很廣，大部分地方離電廠很遠，故需要遠距離輸電，如何才能有效輸送電能呢?1．輸電線路的電壓損失輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝eq\f(P,U)r，其中I為輸電線上的電流，r為輸電線的電阻．2．輸電線路的功率損失（1）遠距離輸電時，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率ΔP＝I2r.（2）若輸電線上損失的電壓為ΔU，則功率損失還可以表示為損失的電功率有四個不同的表達式，要明確各量的含義。ΔP＝I2r中，r為輸電線的阻值;中，P為輸電功率U為電路始端的輸電電壓，不是線路的電壓損失;及中，是輸電線上的電壓降少量（電壓損失）。知識點2：高壓交流輸電1.減少輸電損耗的方法（1）減小輸電線的電阻r：由可知，在輸電線長度L一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小、橫截面積大的導(dǎo)線。目前一般用電阻率較小的鋁作導(dǎo)線。但是，要增大導(dǎo)線的橫截面積，就要多耗費金屬材料，會使輸電線過重，給架線帶來較大困難。（2）減小輸電導(dǎo)線中的電流I：在輸電導(dǎo)線電阻不變的條件下，輸電電流如果減小到原來的百分之一，根據(jù)知輸電的功率損耗將減小到原來的萬分之一。由P=UI可知在保證輸送功率不變的前提下，可提高輸電電壓以減小輸電電流。高壓輸電既能減小功率損失，又能減小電壓損失，但在實際輸送電能時，還需綜合考慮各種因素，選擇合適的輸電電壓。2.輸電過程如下圖所示，發(fā)電廠用升壓變壓器升壓到幾百千伏后再向遠距離送電，到達用電區(qū)由“一次高壓變電站”降到100kV左右，在更接近用戶的地點再由“二次高壓變電站”降到10kV左右。然后，一部分電能送往用電量大的工業(yè)用戶另一部分經(jīng)“低壓變電站”降至220V/380V，送給其他用戶。知識點3：遠距離高壓輸電原理1．輸電原理圖首先應(yīng)畫出遠距離輸電的電路圖（如圖），并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置．2．理清三個回路回路1：P1＝U1I1回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R線＋P3，I2＝I3回路3：P4＝U4I4.3．七個關(guān)系（1）功率關(guān)系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.（2）電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2＝ΔU＋U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4).（3）電流關(guān)系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I2＝I線＝I3，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3).（4）輸電電流：I線＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(ΔU,R線).（5）輸電線上損耗的電功率：ΔP＝P2－P3＝I線2R線＝eq\f(ΔU2,R線)＝ΔU·I線．（6）輸電線上的電壓損失：ΔU＝I線R線＝U2－U3.（7）輸電效率η＝eq\f(P3,P2)×100%.知識點4：電網(wǎng)供電1．電網(wǎng)最初的供電方式是一個電廠給一批用戶“一對一”提供服務(wù)，現(xiàn)在是通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)。2.電網(wǎng)供電的好處（1）在一次能源產(chǎn)地安裝大容量的發(fā)電機組，降低一次能源的運輸成本，獲得最大的經(jīng)濟效益；（2）可以減小斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡;（3）可以根據(jù)火電、水電、核電的特點，合理地調(diào)度電力。教材習(xí)題01輸送功率為P，輸送電壓為U，輸電線電阻為R，用戶得到的電壓為，則輸電線損失功率和用戶得到的功率各是多少？解題方法【詳解】輸送功率為P，輸送電壓為U，則輸送電流輸電線損失功率用戶得到的功率或者【答案】；或者。教材習(xí)題02采用高壓輸電后，在用戶端需要降壓才能供用戶使用。如何確定降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比？某發(fā)電站輸出功率P=2000kW，用電阻R=20的輸電線向外輸送電能，若采用100kV高壓輸電，接入城市配電網(wǎng)絡(luò)時需降壓到10kV，那么，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多大？解題方法【詳解】根據(jù)輸電電壓減去導(dǎo)線上的電壓損失即為降壓變壓器原線圈電壓，用戶得到的電壓為變壓器次級電壓，則降壓變壓器的匝數(shù)比等于初級電壓與次級電壓之比；輸電電流為則變壓器初級電壓U1=U-IR=100000-20×20=99600V變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為【答案】249：25教材習(xí)題03某發(fā)電廠原來用11V的交變電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升到220kV輸電，輸送的電功率都是P。若輸電線路的電阻為R，下列說法是否正確?請闡述理由。說法1：根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流減小為原來的；說法2：根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流增大為原來的20倍。說法3：根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的。說法4：根據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損失增大為原來的400倍。解題方法【詳解】[1]根據(jù)公式，電壓提高了20000倍，則輸電線上的電流減小為原來的，故此說法錯誤。[2]根據(jù)公式，其中U為輸電線路電阻R上分得的電壓，并不是輸送電壓，故此說法錯誤。[3]根據(jù)公式，電壓提高了20000倍后，輸電線上的功率損失減小為原來的，故此說法錯誤。[4]根據(jù)公式，其中U為輸電線路電阻R上分得的電壓，并不是輸送電壓，故此說法錯誤。【答案】249：25考點1：升壓變壓器和降壓變壓器【典例1】（22-23高二下·廣西柳州·階段練習(xí)）（多選）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率，發(fā)電機的電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為，已知輸電線上損失的功率，假設(shè)兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）A．升壓變壓器的匝數(shù)比B．輸電線上的電流C．降壓變壓器的匝數(shù)比D．用戶得到的電流【答案】ABC【詳解】AB．輸電線上損失的功率解得輸電線上的電流且升壓變壓器副線圈電流為升壓變壓器原線圈電流為則升壓變壓器的匝數(shù)比故AB正確；C．根據(jù)解得升壓變壓器副線圈兩端電壓為U降壓變壓器原線圈兩端電壓為降壓變壓器的匝數(shù)比故C正確；D．根據(jù)其中解得用戶得到的電流故D錯誤。故選ABC?！咀兪?-1】（23-24高二下·廣東潮州·期末）如圖為大唐發(fā)電廠供電流程的簡化圖，理想升壓變壓器將發(fā)電廠的輸出電壓升壓為，理想降壓變壓器再把電壓降至，為用戶設(shè)備供電，發(fā)電廠的輸出電流為，升壓變壓器輸出電流為，降壓變壓器輸入電流為，此時用戶設(shè)備的輸入電流為。若變壓器的匝數(shù)，輸送過程中存在電能損耗，將輸送電線的電阻等效為，則下列正確的是（

）A． B．C． D．【答案】C【詳解】AB．依題意，輸電線有電壓損失，可得可知，故AB錯誤；CD．根據(jù)理想變壓器原副線圈匝數(shù)與電流關(guān)系，可得，故C正確；D錯誤。故選C。【變式1-2】（多選）（23-24高二下·吉林白山·期末）某小型發(fā)電站發(fā)電機輸出的交流電壓為，輸出的電功率為，為該發(fā)電站設(shè)計的遠距離輸電原理圖如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線的電阻為，設(shè)計的輸電線上損失功率為輸電功率的，用戶的額定電壓為。對整個輸電過程，下列說法正確的是（）A．輸電線上的電流為B．升壓變壓器副線圈的電壓為C．降壓變壓器的輸入電壓為D．降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為【答案】AD【詳解】A．設(shè)輸電線路上的電流為，則有可得故A正確；B．設(shè)升壓變壓器原線圈的輸入電流為，則可得的匝數(shù)比為則副線圈的電壓為故B錯誤；C．降壓變壓器T2的輸入電壓為故C錯誤；D．降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)比為故D正確。故選AD。考點2：影響輸電損耗的因素【典例2】（2022·四川內(nèi)江·模擬預(yù)測）我國是全球唯一掌握超特高壓技術(shù)的國家，在全球超特高壓領(lǐng)域，中國的標準就是全世界唯一的標準。如圖所示是遠距離高壓輸電示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。下列說法正確的是（

）A．若用戶用電功率增加，升壓變壓器的輸出電壓將增大B．若用戶用電功率增加，降壓變壓器的輸入電壓將增大C．若輸電功率一定，采用特高壓輸電可減少輸電線上損耗的功率D．若輸電功率一定，采用特高壓輸電會降低輸電的效率【答案】C【詳解】A．若用戶用電功率增加，由于發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，所以升壓變壓器的輸出電壓不變，A錯誤；B．若用戶用電功率增加，則輸電功率增加，輸電線上的電流變大，輸電線的分壓變大，故降壓變壓器的輸入電壓變小，B錯誤；CD．若輸電功率一定，根據(jù)可得輸電的效率為可知采用特高壓輸電可減少輸電線上的電流，可減少輸電線上損耗的功率，增大輸電的效率，C正確，D錯誤。故選C?！咀兪?-1】浙福線的投運讓福建電網(wǎng)實現(xiàn)了從500千伏超高壓到1000千伏特高壓的跨越，福建從此進入“特高壓”時代。在輸送功率不變、不考慮其它因素影響的情況下，采用“特高壓”輸電后，輸電線上的電壓損失減少到“超高壓”的（）A．10% B．25% C．50% D．75%【答案】C【詳解】輸電的電流為損失的電壓為在輸送功率不變、不考慮其它因素影響的情況下，從500千伏超高壓到1000千伏特高壓，即變?yōu)樵瓉淼?倍，則輸電電流變?yōu)樵瓉淼囊话?，有故選C?！咀兪?-2】（22-23高二下·黑龍江牡丹江·期中）中央電視臺《焦點訪談》多次報道某些邊遠落后農(nóng)村電價過高，農(nóng)民負擔(dān)過重，其中客觀原因是電網(wǎng)陳舊老化。近來進行農(nóng)村電網(wǎng)改造，為減少遠距離輸電的損耗而降低電費價格，可采取的措施有（）A．提高輸送功率 B．減小輸電導(dǎo)線的長度C．提高輸電的電壓 D．增大輸電導(dǎo)線的橫截面積【答案】CD【詳解】A．提高輸送功率會導(dǎo)致輸送電流增大，導(dǎo)線損失會增大，故A錯誤；B．從實際角度出發(fā)，發(fā)電站與居民住戶位置固定，無法有效減少輸電導(dǎo)線長度，故B錯誤；C．輸電功率恒定，采用高壓輸電，可以降低輸電電流，從而減少損耗，故C正確；D．增大輸電導(dǎo)線的橫截面積可以減小輸電導(dǎo)線電阻，從而減少損耗，故D正確。故選CD。考點3：高壓輸電的原理與優(yōu)點【典例3】（23-24高二下·黑龍江哈爾濱·期中）2020年9月，中國發(fā)布“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和。電力作為遠程輸送能量的載體，特高壓遠距離輸送清潔電能是實現(xiàn)碳中和的重要途徑之一，若保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的150kV高壓輸電升級為1500kV的特高壓輸電，下列說法正確的是（）A．若輸電線不變，則輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼?0倍B．若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼腃．若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼腄．若更換直徑為原來輸電線直徑10倍的同種材料制成的輸電線，則輸電線上損失的功率不變【答案】C【詳解】A．保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的150kV高壓輸電升級為1500kV的特高壓輸電，由，可知輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼谋?，故A錯誤；B．由，可知若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼?，故B錯誤；C．由，可知若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼?，故C正確；D．由，可知若更換直徑為原來輸電線直徑10倍的同種材料制成的輸電線，導(dǎo)線的電阻是原來的；若保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的150kV高壓輸電升級為1500kV的特高壓輸電，由，可知輸電線上損失的功率是原來的，故D錯誤。故選C?！咀兪?-1】（23-24高二上·山東青島·期末）我國新疆昌吉至安徽古泉新建了1100kV特高壓直流箱電工程．這是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術(shù)水平最先進的特高壓輸電工程．如圖是交流特高壓α和直流特高壓輸電b的年耗費與輸電距離的對比圖．下列說法正確的是（

）A．“西電東送”直流高壓輸電不需要使用變壓器B．相同輸電距離直流輸電線路的感抗比交流輸電少C．直流特高壓輸電的線路上沒有電能的損耗D．直流特高壓輸電在近距離輸電上經(jīng)濟效益更高些【答案】B【詳解】A．要想改變電壓，采用高壓輸電必須要使用變壓器，故A錯誤；B．感抗大小與交流電的頻率有關(guān)，則相同輸電距離直流輸電線路的感抗比交流輸電少，故B正確；C．直流特高壓輸電的線路上因輸電線有電阻，則仍有電能的損耗，故C錯誤；D．由圖可知，直流特高壓輸電在近距離輸電上年消耗過大，經(jīng)濟效益更低些，故D錯誤。故選B?！咀兪?-2】（多選）（23-24高二下·北京豐臺·期中）某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P，輸電線路的電阻為R。下列說法正確的是（）A．提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?0倍B．提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼腃．提高輸電電壓后輸電線上的電壓損失減小為原來的D．提高輸電電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的【答案】BC【詳解】AB．根據(jù)題意，由公式可得，可知，由于電壓升高到原來的20倍，則提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)題意，由公式可知，由于提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?，則提高輸電電壓后輸電線上的電壓損失減小為原來的，故C正確；D．根據(jù)題意，由公式可知，由于提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?，則提高輸電電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的，故D錯誤。故選BC。考點4：遠距離輸電損失功率的計算【典例4】（23-24高二下·江蘇徐州·階段練習(xí)）供電電路的電源的輸出電壓為U1，線路導(dǎo)線上的電壓為U2，用電器得到的電壓為U3，導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，若要計算線路上的損失功率，不可用的公式有（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】線路上損失的功率為故選A?！咀兪?-1】為減少遠距離輸電的損耗，某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為，輸電電壓為，輸電線的總電阻為。則下列說法正確的是（）A．輸電線上的電流為 B．輸電線上的電流為C．輸電線上損失的功率為 D．輸電電壓提高一倍，輸電線上損失的功率減小為原來的一半【答案】B【詳解】AB．根據(jù)可得，輸電線上的電流設(shè)輸電線上損失的電壓為，則輸電電流故A錯誤；B正確；C．輸電線上損失的功率故C錯誤；D．根據(jù)可知，輸電電壓提高一倍，輸電線上損失的功率減小為原來的四分之一。故D錯誤。故選B?！咀兪?-2】（多選）“西電東送”就是把煤炭、水能、風(fēng)能資源豐富的西部地區(qū)的能源轉(zhuǎn)化成電力資源，輸送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)。如圖是遠距離輸電的電路示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，發(fā)電廠輸出電壓為，輸出功率為，升壓變壓器和降壓變壓器之間輸電線總電阻為，下列說法正確的是（）A．若用戶獲得的電壓為，則B．用戶獲得的電壓可能大于C．當(dāng)用戶用電器總電阻增大時，輸電線上損失的功率增大D．輸電線上損失的功率為【答案】BD【詳解】A．升壓變壓器副線圈兩端的電壓為若用戶獲得的電壓為，則降壓變壓器的輸入電壓為由于輸電線上有電壓損失，故即故A錯誤；B．只要降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比合適，用戶獲得的電壓有可能大于，故B正確；C．當(dāng)用戶用電器總電阻增大時，降壓變壓器副線圈中電流減小，輸電線中電流減小，輸電線上損失的功率減小，故C錯誤；D．升壓變壓器副線圈中的電流為輸電線上損失的功率為聯(lián)立解得故D正確。故選BD?？键c5：遠距離輸電的動態(tài)分析【典例5】（23-24高二下·廣西南寧·期末）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，廣西在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度勻速轉(zhuǎn)動，變壓器定值電阻R0。用戶端接一個滑動變阻器R，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭位于中間位置時，R0上消耗的功率為P0。不計其余電阻，下列說法正確的是（）A．風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為2P0B．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為4P0C．若將滑動變阻器R的滑動觸頭向上滑動，則R0上消耗的功率將增大D．若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑劫，則R0上消耗的功率將減小【答案】B【詳解】A．如圖為等效電路圖設(shè)降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，則輸電線上的電流為轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢為當(dāng)轉(zhuǎn)子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)楣蔙0上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A錯誤；B．升壓變壓器副線圈匝數(shù)增加一倍，副線圈兩端電壓增加一倍，輸電線上的電流增加一倍，故R0上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故B正確；C．輸電線上的電流為若將滑動變阻器R的滑動觸頭向上滑動，則R增大，輸電線上的電流將減小，R0消耗的功率將減小，故C錯誤；D．輸電線上的電流為若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動，則R減小，輸電線上的電流將增加，R0消耗的功率將增加，故D錯誤。故選B?！咀兪?-1】（多選）（23-24高二下·云南曲靖·期中）某同學(xué)用下圖研究遠距離輸電，圖中升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器.若發(fā)電廠輸出電壓不變。當(dāng)開關(guān)S由2改接為1時，通過調(diào)節(jié)變阻箱阻值使發(fā)電廠輸出功率也不變，則（

）A．電壓表讀數(shù)變大 B．電流表讀數(shù)變大C．用戶得到的功率減小 D．輸電線損失的功率減小【答案】AD【詳解】BD．當(dāng)開關(guān)S由2改接為1時，可知升壓變壓器副線圈匝數(shù)增加，根據(jù)可知升壓變壓器副線圈輸出電壓增大，通過調(diào)節(jié)變阻箱阻值使發(fā)電廠輸出功率也不變，則有可知升壓變壓器副線圈輸出電流減小，則電流表讀數(shù)變小，通過的電流減小，則輸電線損失的功率減小，故B錯誤，D正確；AC．根據(jù)可知降壓變壓器原線圈的輸入電壓變大，根據(jù)可知降壓變壓器副線圈輸出電壓增大，則電壓表讀數(shù)變大；根據(jù)由于發(fā)電廠輸出功率不變，損失消耗功率減小，則用戶得到的功率增大，故A正確，C錯誤。故選AD?！咀兪?-2】（23-24高二下·江西撫州·期末）2023年2月16日國家電網(wǎng)有限公司特高壓直流輸電工程—通山抽水蓄能電站開工建設(shè)。如圖是特高壓輸電過程的示意圖，發(fā)電站輸出電壓穩(wěn)定，經(jīng)升壓后被整流成800的直流電，經(jīng)輸電線后，被逆變成交流電，再被降壓后供用戶使用，假設(shè)電壓在整流和逆變前后有效值不變。則下列說法正確的是（）A．將發(fā)電站輸出的電壓整流后仍能利用升壓變壓器升壓B．采用高壓直流輸電時，可減小輸電線路上電感的影響C．用戶越多，輸電線上損耗的功率越小D．保持輸電功率不變，若電壓經(jīng)升壓和整流后為400，輸電線上損耗的功率加倍【答案】B【詳解】A．將發(fā)電站輸出的電壓直接整流，則輸入升壓變壓器原線圈的為直流電，升壓變壓器的副線圈將不會輸出電壓，所以將發(fā)電站輸出的電壓整流后不能利用升壓變壓器升壓，A錯誤；B．長距離輸電時，線路上的電容、電感對交變電流的影響不能忽略，有時它們引起的電能損失甚至大于導(dǎo)線電阻引起的電能損失，為了減少感抗和容抗，在輸電環(huán)節(jié)可以使用直流電，故B正確；C．用戶增多，降壓變壓器副線圈中的電流增大，降壓變壓器原線圈中的電流增大，輸電線上的電流增大，則由公式可知，輸電線上損耗的功率增大，故C錯誤；D．保持輸電功率不變，由公式可知，若電壓經(jīng)升壓和整流后為400kV，輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由可知輸電線上損耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯誤。故選B。考點6：計算用戶端用電器的數(shù)量【典例6】（22-23高二下·陜西咸陽·期中）某村在較遠的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機的輸出功率為，輸出電壓為，輸電導(dǎo)線的總電阻為，導(dǎo)線上損耗的電功率為，該村的用電電壓是。輸電電路如圖所示，求：（1）高壓輸電線的電流；（2）降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；（3）如果該村某工廠用電功率為，則該村還可以裝“，”的電燈多少盞？【答案】（1）20A；（2）240:11；（3）800【詳解】（1）根據(jù)如圖所示輸電線路，由題意可知,得（2）根據(jù)功率相等，得則有所以（3）設(shè)最多安裝n個40W電燈，根據(jù)匝數(shù)與電壓成正比，則有解得【變式6-1】光伏發(fā)電系統(tǒng)是指無須通過熱過程，直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電系統(tǒng)。圖示是某光伏發(fā)電系統(tǒng)為一所偏遠學(xué)校的教室供電照明的示意圖。已知太陽能光伏發(fā)電機的輸出功率為100kW、輸出電壓為250V，輸電線的總電阻；該學(xué)校每間教室有標有“220V

60W”字樣的電燈16盞。若全部電燈正常發(fā)光，變壓器均為理想變壓器，輸電線損耗功率是發(fā)電機輸出功率的4%，求：（1）升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比。（2）該光伏發(fā)電系統(tǒng)至多能供電照明的教室的間數(shù)?！敬鸢浮?1)1:20；(2)100【詳解】(1)發(fā)電機的輸出電流為輸電線的電流滿足解得根據(jù)變壓器電流關(guān)系得(2)根據(jù)能量守恒得解得【變式6-2】某村在較遠的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機的輸出功率為，輸出電壓為，輸電導(dǎo)線的總電阻為，導(dǎo)線上損耗的電功率為，該村的用電電壓是。（1）輸電電路如上圖所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；（2）如果該村某工廠用電功率為，則該村還可以裝“”的電燈多少盞？【答案】（1），；（2）個【詳解】（1）根據(jù)如圖所示輸電線路，設(shè)高壓輸電線電流，輸電電壓為，由題意可知,得所以有根據(jù)匝數(shù)與電壓成正比，則有則有所以（2）設(shè)最多安裝n個40W電燈，根據(jù)功率相等，則有解得個一、單選題1．（24-25高二下·全國·課后作業(yè)）為消除高壓輸電線上的冰凌，有人設(shè)計了利用電流的熱效應(yīng)除冰的思路。若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，在輸電功率、用戶的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通過自動調(diào)節(jié)高壓輸電變壓器的變壓比，使輸電線上的熱耗功率變?yōu)?6ΔP，則除冰時（）A．輸電電流為4I B．輸電電流為16I C．輸電電壓為4U D．輸電電壓為【答案】A【詳解】AB．高壓線上的熱耗功率為若熱耗功率變?yōu)?6ΔP，則有解得故A正確，B錯誤；CD．又因為輸送功率不變，則解得故CD錯誤。故選A。2．（23-24高二下·四川攀枝花·期末）某一遠距離輸電線路分別用U和kU兩種電壓來輸電，若輸送功率相同，則在兩種情況下輸電線上損失的功率之比為（）A．k2：1 B．k：1 C．1：k2 D．1：k【答案】A【詳解】由功率相同，可以得到電流關(guān)系輸電線路的電阻一定，所以損失的功率之比為故A正確。故選A。3．（23-24高二下·廣東揭陽·期末）我國在高壓輸電方面具有國際領(lǐng)先水平，早在2011年我國就正式投產(chǎn)了世界首條商業(yè)運營的特高壓交流輸電工程——“1000kV晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程”。假設(shè)某地原來采用200kV的高壓輸電，輸電線損耗功率為P，后改用800kV的特高壓輸電，輸電功率不變，則輸電線損耗功率為（

）A． B． C．4P D．16P【答案】B【詳解】輸電線上損失的功率為可知，損失的功率與電壓的平方成反比，所以所以輸電線上損失的功率將變?yōu)楣蔬xB。4．（23-24高二下·廣東東莞·期末）遠距離輸電示意圖如圖所示，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比，在的原線圈兩端接入一正弦交流電，其電壓變化規(guī)律滿足，若原線圈的輸入電功率，輸電線總電阻為。不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為（）A．1kW B．2kW C．10kW D．20kW【答案】B【詳解】升壓變壓器T原線圈所加電壓的有效值為根據(jù)可得，升壓變壓器T原線圈中的電流根據(jù)理想變壓器的電流規(guī)律解得輸電線中電流輸電線上損失的電功率故選B。5．（23-24高二下·廣東廣州·期末）如圖所示為遠距離輸電的簡易圖，M和N為理想升壓變壓器和理想降壓變壓器，已知變壓器M的原、副線圈匝數(shù)比為，變壓器N的原、副線圈匝數(shù)比為，變壓器M原、副線圈兩端的電壓分別為，，變壓器N原、副線圈兩端的電壓分別為、，發(fā)電廠輸出電壓恒定，輸電線的總電阻為r。則下列說法正確的是（）A．的頻率大于的頻率B．用戶增多，、均不變C．通過變壓器M原線圈的電流等于通過變壓器N副線圈的電流D．用戶增多，輸電線上損耗的電功率不變【答案】C【詳解】A．變壓器不改變交變電流的頻率，故U1的頻率等于U4的頻率，故A錯誤；B．發(fā)電廠輸出電壓恒定，即不變，又因為變壓器M的原、副線圈匝數(shù)比不變，所以不變；用戶增多，則用戶回路電流變大，則輸送電流變大，損失電壓變大，降壓變壓器輸入電壓變小，降壓變壓器的輸出電壓變小，故B錯誤；C．根據(jù)變壓器原副線圈電流和匝數(shù)關(guān)系可解得故C正確；D．由B分析可知，用戶增多，輸送電流變大，根據(jù)可知，輸電線上損耗的電功率變大，故D錯誤。故選C。6．（24-25高二下·全國·單元測試）如圖甲，白鶴灘水電站是世界第二大水電站，共安裝16臺我國自主研制的全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機組。2021年6月28日，白鶴灘水電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電，用500千伏特高壓向四川遠距離輸電。在遠距離輸電中，輸電線的電阻是不可忽略的，圖乙為白鶴灘水電站輸電線路原理圖，水電站輸出電壓穩(wěn)定的正弦交流電，升至特高壓U后向四川供電，輸送的總功率為P。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、，為輸電線總電阻，為不斷電用戶電阻（可視為定值電阻），R為可變用戶電阻（可視為可變電阻）。當(dāng)可變電阻R減小時，電壓表和電流表示數(shù)變化的絕對值分別為、，電壓表和電流表均為理想電表，下列說法正確的是（

）A．B．C．對于原線圈回路，虛線部分的等效電阻為D．輸電線路上損耗的功率為【答案】B【詳解】AB．設(shè)用戶端理想變壓器原、副線圈兩端電壓分別為、，電流分別為、，則根據(jù)理想變壓器特點得對原線圈電路有由上式可得故A錯誤，B正確；C．由結(jié)合聯(lián)立可得故C錯誤；D．根據(jù)C中分析可知，虛線框所圈部分的等效電阻為，則上消耗功率為故D錯誤。故選B。7．（24-25高二下·全國·課后作業(yè)）近20年來福建電網(wǎng)實現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級、電力技術(shù)“三大跨越”。如圖所示是遠距離輸電示意圖，現(xiàn)將輸送電壓由220kV升級為1000kV，輸送的總電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，保持發(fā)電機輸出電壓及用戶得到的電壓不變，輸電線的電阻不變，變壓器均為理想變壓器，則下列說法錯誤的是（

）A．變?yōu)樵瓉淼?B．輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼腃．輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼?D．降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比變小【答案】D【詳解】A．不變，變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)所以變?yōu)樵瓉淼?，故A正確；B．根據(jù)可知，因變?yōu)樵瓉淼?倍，變?yōu)樵瓉淼?，則輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?，故B正確；C．根據(jù)可知變?yōu)樵瓉淼?，故C正確；D．總功率變大，損失的功率變小，則用戶端功率變大，因用戶端電壓不變，則變大，又變小，，則變大，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。二、多選題8．（24-25高二上·新疆烏魯木齊·期中）如圖所示，一個發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V，輸送功率為1×105W。通過理想變壓器向遠處輸電，所用輸電線的總電阻為8Ω，升壓變壓器T1原、副線圈匝數(shù)比為1：16，下列說法正確的是（）A．升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2=2×103VB．輸電線損失的電壓為3.8×103VC．輸電線損失的功率為5×103WD．若用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)比為190：11【答案】CD【詳解】C．發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為，則升壓變壓器原線圈電流為根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)成反比可得升壓變壓器副線圈電流為則輸電線損失的功率為故C正確；ABD．根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比可知升壓變壓器副線圈輸出電壓為輸電線損失的電壓為則降壓變壓器原線圈電壓為根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比可得降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為故AB錯誤，D正確。故選CD。9．（24-25高二下·全國·課后作業(yè)）如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R變小。則在用電高峰時，下列說法正確的是（

）A．電壓表、的讀數(shù)均不變，電壓表、的讀數(shù)均減小B．電流表的讀數(shù)不變，電流表、的讀數(shù)均增大C．電壓表、的讀數(shù)之差與電流表的讀數(shù)的比值不變D．輸電線路損耗的功率增大【答案】ACD【詳解】AB．因發(fā)電廠的輸出電壓一定，可知升壓變壓器的原線圈兩端的電壓不變，即電壓表的讀數(shù)不變，由可知升壓變壓器副線圈兩端的電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變；因為和匝數(shù)比都不變，用電高峰期，用電器總電阻減小，降壓變壓器副線圈中電流增大，根據(jù)理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)成反比知線路中電流都增大，即電流表、、的讀數(shù)均增大，輸電線上的電壓損失增大，故電壓表、的讀數(shù)均減小，故A正確，B錯誤；C．電流表、的讀數(shù)之差與電流表的讀數(shù)的比值等于輸電線的電阻值，不會變化，故C正確；D．輸電線上的功率且輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故D正確。故選ACD。10．（24-25高二上·河南新鄉(xiāng)·階段練習(xí)）目前困擾5G發(fā)展的大難題之一是供電，5G基站系統(tǒng)功耗大，信號覆蓋半徑小。如圖所示，電壓為100kV的主供電線路為某5G基站供電，基站用電器總功率為4kW，線路電阻為40Ω，線路損耗功率占總功率的20%（變壓器均視為理想變壓器），則（

）A．輸電線路中的電流為5A B．輸電線路中的電流為2500AC．高壓