電能的輸送（6大題型）解析版-2024-2025學(xué)年高二物理（人教版選擇性必修第二冊(cè)）

電能的輸送（6大題型）

輸送電能的基本要求

知識(shí)點(diǎn)1降1瞬^電損耗的兩個(gè)途徑輸電虹的電壓觸題型1高壓輸電的原理與優(yōu)點(diǎn)

題型2影響輸電損耗的因素

輸電線上的功率損失

題型3輸電過程的損耗及計(jì)算

電能的輸送

電網(wǎng)題型4遠(yuǎn)距離輸電問題的分析與計(jì)算

題型5計(jì)算用戶端用電器的數(shù)量

知識(shí)點(diǎn)2電網(wǎng)供電I輸電過程題型6遠(yuǎn)距離輸電的動(dòng)態(tài)分析

電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn)

方法技巧：1、遠(yuǎn)距離輸電問題的分析方法

……繆］2、高壓輸電中兩類問題的分析方法

知識(shí)點(diǎn)1降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

1、輸送電能的基本要求

（1）可靠：保證供電線路可靠地工作，故障少。

（2）保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量一一電壓和頻率穩(wěn)定。

（3）經(jīng)濟(jì)：輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少。

2、輸電線上的電壓損失

（1）輸電線上的電壓損失：KU=U-U'=h,。表示發(fā)電廠輸送的電壓（輸電電壓），。表示用戶端電

壓為，7?表示輸電線的電阻。

發(fā)電廠：J,rt:用戶

（2）減小輸電線路上電壓損失的方法

根據(jù)AU=7r可知，減小輸電線路上電壓損失的方法主要有兩種：

①減小輸電線的電阻廠

用增大輸電導(dǎo)線橫截面積來減小電阻，對(duì)低壓線路有效；在高壓線路中，因容抗和感抗造成的電壓損

失比電阻造成的還要大，故這種方法對(duì)高壓輸電效果不佳。

②減小輸電電流/

P

因?yàn)?=—,在輸送電功率尸不變的前提下，提高輸電電壓。是有效措施。

U

3、輸電線上的功率損失

（1）輸電線上的功率損失：AP=12r=/AU=（A。）=（5）2「,/表示輸電電流，廠表示輸電線的電阻,

U表示輸電電壓，表示輸電線上的電壓損失。

（2）減小輸電線路上功率損失的方法

①減小輸電線的電阻廠（根據(jù)r=2（進(jìn)行分析）

a.減小輸電線長度L由于輸電距離一定，所以在實(shí)際中不可能通過減小￡來減小r；

b.減小電阻率p：目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導(dǎo)線材料；

c.增大導(dǎo)線的橫截面積S：這要多耗費(fèi)金屬材料，增加成本，同時(shí)給輸電線的架設(shè)帶來很大的困難。

P

②減小輸電電流/（根據(jù)/=—進(jìn)行分析）

U

a.減小輸送功率P：在實(shí)際中不能以用戶少用或不用電來達(dá)到減少損耗的目的；

b.提高輸電電壓U：在輸送功率P一定、輸電線的電阻廠一定的條件下，輸電電壓提高到原來的〃倍，根據(jù)

"=（（）2廠知，輸電線上的功率損耗降為原來的二。

【注】根據(jù)以上分析可知，采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。

知識(shí)點(diǎn)2電網(wǎng)供電

1,電網(wǎng)

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、輸電過程

發(fā)電廠用升壓變壓器把輸出電壓升壓到幾百千伏后再向遠(yuǎn)距離送電。到達(dá)用電區(qū)之后，先在“一次高

壓變電站”降到lOOkV左右，在更接近用戶的地點(diǎn)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)過低壓變電站降到220V/380V,送給其他用戶。

升壓變壓器降壓變壓器

3、電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn)

（1）降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益；

（2）減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡；

（3）合理地調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高。

法巧

1、遠(yuǎn)距離輸電問題的分析方法

如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的簡化電路原理圖，我們可以把它劃分為三個(gè)回路，即圖中所示的回路1（電源

回路）、回路2（輸電回路）和回路3（用戶回路）?；芈分心芰渴睾?，即城電機(jī)=4員+與。

/>I2/：/i34

55~a

尸2.p?-,-

升壓變壓器降壓變壓器

OMI回路2回路3

（1）三個(gè)回路中電壓、電流及功率的關(guān)系

回路L①電流：人=/發(fā)電機(jī)；②電壓：伉=。發(fā)電機(jī)；③功率：4=心電機(jī);

回路2：①電流：A=/線=，3―S；②電壓：。2=。損=03；③功率：員=6；

U2U3R、、

回路3：①電流：，=/用；②電壓：。4=。用；③功率：片=罩；

（2）回路間的聯(lián)系

回路I與回路2間的聯(lián)系：5=區(qū)；/]〃]=/,〃2；4=R；

U2n2

回路2與回路3間的聯(lián)系：9=%；4〃3=/4〃4；A=與。

。4

（3）輸電效率Y1

p\p

〃二」X100%=（1——）X100%

P?P?

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

2、高壓輸電中兩類問題的分析方法

（1）輸電功率恒定：當(dāng)輸送的電功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來的"倍，輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少

到原來的17。在傳輸功率相同的情況下，為了減小傳輸過程中損失的功率，提高輸電電壓，降低輸電電流

n~

能有效降低在傳輸過程中的損失，電壓越大損失越小。故為了降低傳輸?shù)膿p失，采用特高壓輸電。

（2）輸電電壓恒定：在遠(yuǎn)距離輸電過程中，發(fā)電廠輸入升壓變壓器的電壓U恒定，高壓輸電線的電阻R

不變，升壓變壓器和降壓變壓器都是理想變壓器，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，則升壓變壓器的輸出功率

增大，升壓變壓器的輸出電壓5不變，根據(jù)可得輸電線上的電流/線增大，根據(jù)。損=/線尺可得輸電

線上的電壓損失增大，根據(jù)降壓變壓器的輸入電壓5=02—u損可得，降壓變壓器的輸入電壓5減小，降壓

變壓器的匝數(shù)不變，所以降壓變壓器的輸出電壓a減小。

電源間路輸送回路用戶路

題型1高壓輸電的原理與優(yōu)點(diǎn)

[例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11OOkV特高壓直流箱電工程.這

是目前世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的特高壓輸電工程.如圖是

交流特高壓a和直流特高壓輸電6的年耗費(fèi)與輸電距離的對(duì)比圖.下列說法正確的是（）

50

45

40

35

30

25

20

15

57911131517192123

輸電距離/100km

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(jì)效益更高些

【答案】B

【解析】A.要想改變電壓，采用高壓輸電必須要使用變壓器，故A錯(cuò)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(cuò)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(jì)效益更低些，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【變式1-1]（22-23高二下?浙江?期中）關(guān)于高壓輸電，下列說法正確的是（）

A.把高壓線固定在鐵塔架上所用的特殊陶瓷最好是超導(dǎo)體材料

B.用超高電壓輸送電能時(shí)，電流更大，電能損失更快

C.圖中頂部兩根細(xì)電線直接與鐵塔相連，利用靜電屏蔽保護(hù)電網(wǎng)的安全

D.近年來我國超高壓直流輸電成績斐然，其中變壓器功不可沒，可以改變直流電壓

【答案】C

【解析】A.該特殊陶瓷稱為絕緣子，起到支撐導(dǎo)線和絕緣的作用，A錯(cuò)誤;

B.用超高壓輸電時(shí)，輸電電流更小，電能損失更慢，B錯(cuò)誤；

C.頂部兩根細(xì)電線可防止雷直接擊到輸電線上，利用靜電屏蔽保護(hù)電網(wǎng)安全，C正確;

D.變壓器只能改變交流電壓，D錯(cuò)誤。

故選C。

【變式1-2］（22-23高二下?天津?期末）（多選）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電過程示意圖，下列說法正確的是

（）

低壓變電站

A.低壓變電站中變壓器的副線圈匝數(shù)比原線圈多

B.高壓輸電綜合考慮各種因素，輸電電壓越高越好

C.其他條件不變，用戶消耗的電功率越大，線路損耗的電功率也越大

D.其他條件不變，若升壓變壓器原線圈匝數(shù)加倍，線路損耗的電功率增大

【答案】CD

【解析】A.低壓變電站為降壓變壓器，副線圈匝數(shù)比原線圈少，故A錯(cuò)誤；

B.高壓輸電并不是越高越好，電壓越高，對(duì)輸電線路的絕緣性能等的要求就越高，故B錯(cuò)誤；

C.其他條件不變，用戶消耗的電功率越大，則用戶端的總電流就越大，輸電線路的電流也就越大，根據(jù)

絳=線

可知線路損耗的電功率也越大，故C正確；

D.其他條件不變，若升壓變壓器原線圈匝數(shù)加倍，則升壓變壓器副線圈電壓會(huì)減小，根據(jù)輸入功率等于輸

出功率，結(jié)合

I上

U

可知輸電線路電流增大，線路損耗的電功率增大，故D正確。

故選CD?

題型2影響輸電損耗的因素

【例2】（23-24高二下?江蘇常州?期中）民用家庭用電一般由國家電網(wǎng)交變電流供電，下列相關(guān)說法正確

的是（）

A.大小隨時(shí)間變化的電流就是交變電流

B.交流電壓表測(cè)量的是交流電的峰值

C.遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，可通過減小輸電線的電流來降低輸電損耗

D.理想變壓器原、副線圈中通過的交變電流的功率之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比

【答案】C

【解析】A.根據(jù)交變電流的定義可知，方向和大小都隨時(shí)間變化的電流是交變電流，故A錯(cuò)誤；

B.交流電壓表測(cè)量的是交流電的有效值，故B錯(cuò)誤；

C.遠(yuǎn)距離輸電的輸電損耗功率，所以可以通過減小輸電線的電阻以及輸電線中的輸送電流來減小輸電損耗,

故C正確；

D.理想變壓器原、副線圈中通過的交變電流的功率相等，故D錯(cuò)誤。

故選C。

【變式2-1］（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(jì)劃到2030年實(shí)

現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。電力作為遠(yuǎn)程輸送能量的載體，特高壓遠(yuǎn)距離輸送清潔電能是實(shí)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(jí)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)樵瓉淼膿?/p>

C.若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼膿?/p>

D.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

【解析】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(jí)為1500kV的特

高壓輸電，由尸=。，可知輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼纳媳?，故A錯(cuò)誤；

B.由。損="線，可知若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼摹?，故B錯(cuò)誤；

C.由七=/次，可知若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼木恚蔆正確；

nLL

R優(yōu)—p=p可

D.由緘曠s萬12），可知若更換直徑為原來輸電線直徑1。倍的同種材料制成的輸電線，導(dǎo)線的電

阻是原來的擊；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(jí)為1500kV

1

的特高壓輸電，由與=/9@,可知輸電線上損失的功率是原來的歷麗，故D錯(cuò)誤。

故選C。

【變式2-2］對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電，在4一定的情況下，設(shè)輸電線路中的電流為/送，輸電線的總電阻為R線，為

了減少損耗，采用增大電壓。送輸電，下列說法正確的是（）

A.由。送=/送及線，知輸電線路中的電流變大

B.由4=/送。送，知輸電線路中的電流變小

C.由七=%，知輸電線路消耗功率增大

R線

D.由4=/送2%,知不會(huì)影響輸電線路中的電流

【答案】B

【解析】A.由

u線=/線R線，/送=/線，°送*"線=，送區(qū)線

得

。送#I送R線

故A錯(cuò)誤；

BD.公式

R送~/送u送

針對(duì)的是同一研究對(duì)象，故B正確，D錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

與=%R線=4夫線=

因此。送增大時(shí)，輸電線路消耗功率與減小，故c錯(cuò)誤。

故選B。

【變式2-3］（22-23高二下?黑龍江牡丹江?期中）（多選）中央電視臺(tái)《焦點(diǎn)訪談》多次報(bào)道某些邊遠(yuǎn)落后

農(nóng)村電價(jià)過高，農(nóng)民負(fù)擔(dān)過重，其中客觀原因是電網(wǎng)陳舊老化。近來進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)改造，為減少遠(yuǎn)距離輸

電的損耗而降低電費(fèi)價(jià)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

【解析】A.提高輸送功率會(huì)導(dǎo)致輸送電流增大，導(dǎo)線損失會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；

B.從實(shí)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(cuò)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。

題型3輸電過程的損耗及計(jì)算

【例3】（24-25高二上?甘肅白銀?期末）特高壓輸電可使輸送中的電能損耗大幅降低。假設(shè)從N處采用550kV

的超高壓向2處輸電，輸電線上損耗的電功率為AP。在保持/處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件

AP,

下，改用HOOkV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)锳P。不考慮其他因素的影響，則一為（）

△P

A-2B.yC.1D.當(dāng)

【答案】C

【解析】若采用550kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的功率

若改用11OOkV的特高壓輸電，同理有

由于。'=2（7,所以

AP?1

AP-4

故選C。

【變式3-1］為減少遠(yuǎn)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U,輸電線的總電阻為R。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/=言

KU

C.輸電線上損失的功率為TD.輸電電壓提高一倍，輸電線損失的功率減小為原來的一半

【答案】B

【解析】AB.根據(jù)

Po=UI

可得，輸電線上的電流

I著

U

設(shè)輸電線上損失的電壓為AU，則輸電電流

R

故A錯(cuò)誤；B正確；

C.輸電線上損失的功率

故c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)

泉=如

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(cuò)誤。

故選B。

【變式3-2］（23-24高二下?廣東東莞?期末）遠(yuǎn)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T的原、副線圈匝數(shù)比％=1：10°°，在T的原線圈兩端接入一正弦交流電，其電壓變化規(guī)律滿足

M=1000V2sin10071/（V）,若原線圈的輸入電功率尸=lxl（y*kw,輸電線總電阻為200。不考慮其他因素的

影響，則輸電線上損失的電功率為（）

A.IkW

【答案】B

【解析】升壓變壓器T原線圈所加電壓的有效值為

U.=^=1000V

V2

根據(jù)尸=?？傻?，升壓變壓器T原線圈中的電流

I.=二=10以

q

根據(jù)理想變壓器的電流規(guī)律

%"i

解得輸電線中電流

4=10A

輸電線上損失的電功率

AP=I；R=2000W=2kW

故選B。

【變式3-3］（23-24高二下?河北唐山?期中）某水電站送電的總功率是3xl（）6w,輸電線路的總電阻為

25Q,若其輸電電壓為500kV,則輸電線上（）

A.電流大小為2xlO，AB.損失電壓為500kV

C.損失的功率為3xl（）6wD.損失的功率為9xlO?W

【答案】D

【解析】A.電流大小為

P3xl06

A=6A

U500xlO3

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.損失電壓為

AC/=77?=150V

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

CD.損失的功率為

P^=I2R=900W

選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

【變式3-4］（24-25高一上?河北邯鄲?月考）（多選）如圖所示，一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V,輸

送功率為lxl（）5w。通過理想變壓器向遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線的總電阻為8Q,升壓變壓器乙原、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仿=2xl03v

B.輸電線損失的電壓為3.8xl03v

C.輸電線損失的電壓為200V

D.輸電線損失的功率為5xl03w

【答案】CD

【解析】D.發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為lxl05w,則升壓變壓器原線圈電流為

P

4=—=400A

5

根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)成反比

11_n216

I2nx1

可得升壓變壓器副線圈電流為

I2=25A

則輸電線損失的功率為

223

AP=/2r=25x8W=5xl0W

故D正確；

ABC.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比

5_=乜

U2n2

可知升壓變壓器副線圈輸出電壓為

U2=4000V

輸電線損失的電壓為

AUy=25x8V=200V

故AB錯(cuò)誤，C正確。

故選CDo

【變式3-5](23-24高二下?四川廣安?月考)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，已知電廠的輸出功率為100kW,

輸出電壓為250V,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1：20,降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為20：

1,輸電線的總電阻R=10。，圖中變壓器可視為理想變壓器，求:

(1)圖示中的送電電流心？

(2)用戶得到的電壓S?

(3)用戶得到的功率尸期？

【答案】(1)20A(2)240V(3)96kW

【解析】(1)由變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比

5_=叢

U2%

可得

U2=以5=5000V

一?i

由理想變壓器原、副線圈的功率相等可得

6=耳=iookw

由電功率公式p=見可得輸電線上的電流為

(2)輸電線上損失的電壓是

AU=4R=20xl0V=200V

對(duì)降壓變壓器輸入電壓為

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

由

U3_n3

U4%

可得用戶得到的電壓。4,有

a=區(qū)q=-LX4800V=240V

%20

(3)輸電線損失的功率是

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

用戶得到的功率

娛=<-AP=100kW-4kW=96kW

題型4遠(yuǎn)距離輸電問題的分析與計(jì)算

【例4】（24-25高三上?江西?月考）為了形成更合理的全國產(chǎn)業(yè)布局，優(yōu)化資源配置，中央政府決定將沿

海的產(chǎn)業(yè)遷往中西部，沿海和中西部可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，帶動(dòng)整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為配合這次即將到來的產(chǎn)

業(yè)大遷移，國家電網(wǎng)積極配合，加快我國西部地區(qū)電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。如圖所示為改造的某發(fā)電廠向用戶

供電的線路示意圖，已知發(fā)電廠的輸出功率為10kW,輸出電壓為500V,用戶端電壓為220V,輸電線總電

阻及=100。，升壓變壓器原，副線圈匝數(shù)比4：%=1：20,變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）

升壓變壓器火線降壓變壓器

A.升壓變壓器原線圈的電流為1AB.輸電線上損耗的功率為1000W

C.用戶端的電流為45AD.降壓變壓器的匝數(shù)比%：羯=500：U

【答案】C

【解析】AB.升壓變壓器原線圈的電流為

根據(jù)3=區(qū)可得，輸電線電流為

I,=—x20A=lA

220

輸電線上損耗的功率為

格=/；/=ioow

故AB錯(cuò)誤；

C.用戶端獲得的電功率為

3

10X10W-100W=/4C/4

把U&=220V代入，解得用戶端的電流為

乙=45A

故C正確；

D.降壓變壓器的匝數(shù)比為

竺

〃441

故D錯(cuò)誤。

故選c。

【變式4-1]（24-25高三上?湖北?月考）“西電東送”是中國的一項(xiàng)重大能源戰(zhàn)略工程，旨在將西部地區(qū)豐富

的煤炭、水能資源轉(zhuǎn)化為電力資源，并通過電網(wǎng)輸送到電力需求較大的東部沿海地區(qū)。如圖所示為遠(yuǎn)距離

輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為產(chǎn)，輸電線上的電流為/,輸電線的電阻為

r,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為巧：松，則下列判斷正確的是（）

r

A.發(fā)電機(jī)的輸出的電流為2/

n2

p

B.降壓變壓器的輸入電壓為。3=7

C.用戶得到的功率為尸一2

r

D.若4增大，輸送功率不變，則導(dǎo)線上損耗的功率增大

【答案】B

【解析】A.根據(jù)原副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系

/]=n2

Inx

所以

Qi

故A錯(cuò)誤；

B.降壓變壓器的輸入電壓為

5=U2-Ir

7”

所以

故B正確；

C.用戶得到的功率為

P用戶=P-AP=P-『r

故C錯(cuò)誤；

D.輸電線上損失的功率為

AP=I2r

若仿增大，根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知，3增大，由于輸送功率不變，則//減小，則輸電線上的

電流/減小，所以導(dǎo)線上損耗的功率減小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

【變式4-2】近20年來福建電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)、電力技術(shù)“三大跨越”。如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電

示意圖，現(xiàn)將輸送電壓4由220kV升級(jí)為1000kV,輸送的總電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，保持發(fā)電機(jī)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(cuò)誤的是（）

A.〃2：為變?yōu)樵瓉淼腢B.輸電線上的電流人變?yōu)樵瓉淼摹?/p>

C.輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼模跧I：D.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比變小

【答案】D

【解析】A.5不變，4變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)

n2_U2

%U\

所以生變?yōu)樵瓉淼暮?，故A正確；

々11

B.根據(jù)

可知，因生變?yōu)樵瓉淼?倍，4變?yōu)樵瓉淼膭t輸電線上的電流A變?yōu)樵瓉淼摹?，故B正確;

11

C.根據(jù)

可知尊變?yōu)樵瓉淼墓蔆正確;

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，則人變大，又A變小,

H，則%=3變大，故D錯(cuò)誤。

?473

本題選錯(cuò)誤的，故選D。

【變式4-3】（2024?安徽?一模）我國在電力輸送領(lǐng)域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全

套關(guān)鍵設(shè)備，建成了世界電壓等級(jí)最高、輸電能力最強(qiáng)的交直流輸電網(wǎng)絡(luò)。如圖為遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)簡化情

景圖，已知發(fā)電廠輸出的交流電壓為4，理想升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為耳，理想降壓變壓器的原副

線圈匝數(shù)比為總，高壓輸電線的總阻值為設(shè)用戶（負(fù)載）是純電阻，且阻值為R,則輸電效率為（）

*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】設(shè)降壓變壓器副線圈的端電壓為。4，由歐姆定律可得用戶的電流為

I衛(wèi)

°R

對(duì)降壓變壓器，由理想變壓器的原理可得

"%A右

結(jié)合

/=吐口

r

綜合可得

1=3—

k^R+r

由能量守恒定律可得輸電效率為

UI—I'rU—Irk；R

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

U2IU2k[R+r

故選Ao

【變式4-4]（24-25高二上?河北保定?期末）（多選）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，兩個(gè)變壓器均為理

想變壓器，輸電線的總電阻為80,其它導(dǎo)線電阻可忽略不計(jì)。已知發(fā)電廠的輸出功率為lOOkW,

%=250V,5=220V,輸電線上損失的功率為5kW。下列說法正確的是（）

A.輸電線上的電流為25AB.U2=U,

C.升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為焉D.降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為詈

【答案】AD

【解析】A.發(fā)電廠輸出的電流

P

L=——二400A

5

輸電線的電流

25A

故A正確；

B.對(duì)升壓變壓器

51H

U2=4000V

輸電線回路中

q=。2一七=38OOV

故B錯(cuò)誤;

C.升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為

5__5__L

n2U216

故c錯(cuò)誤；

D.降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為

%_U3190

丁彳TT

故D正確。

故選AD。

【變式4-5］（24-25高二上?遼寧大連?期末）某個(gè)小水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW,發(fā)電機(jī)的輸出電

壓為250V。通過升壓變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線的總電阻為8Q,在用戶端用降壓變壓器把電壓降

為220V,要求在輸電線上損失的功率控制在5kW（即用戶得到的功率為95kW）求:

發(fā)

電用

機(jī)戶

(1)輸電線上通過的電流;

(2)升壓變壓器輸出的電壓;

(3)升壓、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。

【答案】(1)25A(2)4X103V⑶.詈

【解析】（1）輸電線上損失功率

^P=I；R

解得

I2=25A

（2）升壓變壓器的輸出功率

P2=P、=UJ]

解得

3

C/2=4X10V

（3）升壓變壓器

452501

丁工一4000-16

又

Ui=U2-I2R

解得

U3=3800V

降壓變壓器

n3U33800

丁丁勾

解得

%_190

^-TT

【變式4-6］（23-24高二下?廣西北海?期末）某校用一臺(tái)不計(jì)內(nèi)阻的發(fā)電機(jī)來提供照明用電，輸電過程如圖

所示，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:5,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5:1,輸電線的總電阻為

7?=25Q,全校共有33個(gè)班，每班有6盞“220V,40W”的燈，若要保證全部電燈正常發(fā)光，求：

（1）輸電線損失的功率；

（2）升壓變壓器的輸入電壓；

（3）升壓變壓器每小時(shí)輸出的電能。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

升壓變壓器降壓變壓器

【答案】（1）1296W；（2）256V；（3）3.32xlO7J

【解析】（1）降壓變壓器副線圈的電流

I.=——x6x33A=36A

220

降壓變壓器原線圈的電流

/小區(qū)，專A

%5

輸電線損失的功率

AP=7;7?=1296W

(2)降壓變壓器原線圈的電壓

。3=2。4=1100丫

輸電線上損失的電壓為

AL/=737?=180V

升壓變壓器的輸出電壓

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

升壓變壓器的輸入電壓

VI

5=，。2=256V

〃2

(3)升壓變壓器原線圈的電流

6=36A

nxnx

升壓變壓器每小時(shí)輸出的電能與輸入電能相等

%=幽=U]//=3.32xl()7j

【變式4-7】有一臺(tái)內(nèi)阻為1。的發(fā)電機(jī)，供給一個(gè)學(xué)校照明用電。如圖所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1:4,

降壓變壓器的匝數(shù)比為4:1,輸電線的總電阻R=4O。全校共22個(gè)班，每班有“220V40W”的燈6盞，若

保證全部電燈正常發(fā)光，貝人

F-

J

發(fā)C

CU

電C

——

C——

機(jī)C

—

(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大?

(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為多大？

(3)輸電效率是多少？(保留兩位有效數(shù)字)

【答案】(1)5424W(2)250V(3)97%

【解析】(1)由題意可知，降壓變壓器的輸出功率為

月=22x6x40W=5280W

又

44

U3=-XU4=-X220V=880V

所以輸電線上的電流

對(duì)升壓變壓器，輸入功率

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

則發(fā)電機(jī)的輸出功率為5424W。

(2)因?yàn)?/p>

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

由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知

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

44

又

UL=U￡

所以

乙=44=4/,=4X6A=24A

5

發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)

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

(3)輸電效率

ppS2Af)

〃=且_義100%=?100%=——X100%=97%

P&65424

題型5計(jì)算用戶端用電器的數(shù)量

【例5】（23-24高一下?甘肅天水?月考）如圖甲為某中小型水力發(fā)電站遠(yuǎn)距離輸送單相交流電示意圖，每

根導(dǎo)線電阻為4Q,遠(yuǎn)距離輸電線的輸送電流為100A,若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為

720kW,在用戶端起點(diǎn)接有交流電壓表，求：

⑴升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比;

(2)設(shè)降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比320:11,求用戶端交流電壓表的示數(shù);

(3)若用戶端全是照明用電，能使多少盞“220V、20W”的節(jié)能燈正常發(fā)光?

甲

【答案】(1)1:30；(2)220V；(3)32000盞

【解析】（1）由題圖可知，升壓變壓器的輸入電壓的有效值為

240V|V=240V

11r\

由于變壓器為理想變壓器，所以升壓變壓器的副線圈的功率也為720kW,有

=馬=7200V

升壓變壓器的原副線圈之比為

5=4,

U2n2

解得

_1

n230

（2）由于遠(yuǎn)距離輸電線每根電阻為4。，而遠(yuǎn)距離輸電需要兩根輸電線，所以輸電線的總電阻