高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)第三章 交變電流4 電能的輸送精品鞏固練習(xí)

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一、輸送電能的基本要求
1．可靠：指供電線路可靠地工作，故障少．
2．保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量——電壓和頻率穩(wěn)定．
3．經(jīng)濟(jì)：指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少．
二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑
1．輸電線上的功率損失：P＝I2r，I為輸電電流，r為輸電線的電阻．
2．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑
(1)減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小的金屬材料，還要盡可能增加導(dǎo)線的橫截面積．
(2)減小輸電線中的電流：為了減小輸電電流，同時(shí)又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電電壓．
三、電網(wǎng)供電
1．遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用升壓變壓器升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過降壓變壓器降到所需的電壓．
2．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)．
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)合理調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高．
技巧點(diǎn)撥
一、輸電線上的電壓和功率損失
1．輸電線上的電壓損失
圖2
ΔU＝U－U′＝Ir＝eq \f(P,U)r.
2．輸電線上的功率損失
(1)ΔP＝I2r，其中I為輸電線上的電流，r為輸電線的電阻．
(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝eq \f(?ΔU?2,r)，其中ΔU為輸電線上的電壓損失．
3．減少電壓損失和功率損失的方法
(1)減小輸電線的電阻r，根據(jù)r＝ρeq \f(L,S)，可減小電阻率ρ，目前一般用電阻率較小的銅或鋁作為導(dǎo)線材料；也可增大導(dǎo)線的橫截面積S，但過粗的導(dǎo)線會(huì)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．
(2)減小輸電電流I，根據(jù)I＝eq \f(P,U)，在輸送功率P一定，輸電線電阻r一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，輸送電流可減為原來的eq \f(1,n)，輸電線上的功率損耗將降為原來的eq \f(1,n2).
二、解決遠(yuǎn)距離高壓輸電問題的基本方法
1．首先應(yīng)畫出遠(yuǎn)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(gè)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．常用關(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2 R線＝eq \f(?ΔU?2,R線)＝ΔU·I線．
(6)輸電線上的電壓損失：
ΔU＝I線R線＝U2－U3.
例題精練
1．（2021?湖北模擬）如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為k1，降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為k2，交流電源的輸出電壓有效值不變.當(dāng)用電器消耗的總功率為P時(shí)，其兩端的電壓為U，已知輸電線電阻為r，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，則輸電線上損失的功率為（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根據(jù)功率公式用戶端電流，再利用變壓器的電壓比得輸電線路上的電流大小，最后利用焦耳定律得輸電線上損失的功率。
【解答】解：用電器消耗的總功率為P＝I4U，得：I4＝，
由理想變壓器原、副線圈中的電流之比與原、副線圈匝數(shù)之比成正比，可知，，
得：I線＝＝，
輸電線上損失的功率：，
代入得：，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問題，要明確整個(gè)過程中的功率、電壓關(guān)系，尤其要注意導(dǎo)線上損失的電壓與哪些因素有關(guān)。
2．（2021?武昌區(qū)模擬）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，正弦交流發(fā)電機(jī)輸出電壓保持不變，升壓變壓器T1、降壓變壓器T2均為理想變壓器，且T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n。若用電設(shè)備發(fā)生變化，使圖中理想電壓表V的示數(shù)變化了△U，理想電流表A的示數(shù)變化了△I，且知。則兩變壓器間輸電線的總電阻R等于（ ）
A．B．C．kD．n2k
【分析】根據(jù)變壓器的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系并結(jié)合歐姆定律即可求出R。
【解答】解：根據(jù)變壓器的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系：＝可知，設(shè)降壓變壓器原線圈上電壓的變化為△U1，對(duì)降壓變壓器：＝n，
可得：△U1＝n?△U，
由于副線圈上只有一個(gè)線圈，設(shè)原線圈上電流的變化為△I1，則對(duì)降壓變壓器：＝，
可得：△I1＝?△I，
降壓變壓器上電壓的變化是由于輸電線上消耗的電壓的變化引起的，對(duì)輸電線上的電阻，由歐姆定律可得：△U1＝△I1?R，
可得：R＝＝＝n2?＝n2k，故D正確，ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問題，要明確整個(gè)過程中的功率、電壓關(guān)系，尤其要注意導(dǎo)線上損失的電壓與哪些因素有關(guān)。
隨堂練習(xí)
1．（2021春?興寧區(qū)校級(jí)月考）如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，T1為升壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，T2為降壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4，輸電線的等效電阻為R。若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述正確的是（ ）
A．只增大變壓器T1的原線圈匝數(shù)n1，則T1的輸出電壓增大
B．通過升壓變壓器的電流頻率比通過降壓變壓器的電流頻率大
C．當(dāng)用戶總電阻減小時(shí)，R消耗的功率增大
D．當(dāng)用戶總電阻減小時(shí)，電壓表V1和V2的示數(shù)都變小
【分析】根據(jù)變壓器的電壓比，可判斷T1的輸出電壓變化；
變壓器不改變交流電的頻率；
把用戶端等效為輸電線路回路中電阻，用戶總電阻減小時(shí)，根據(jù)歐姆定律、功率公式、以及變壓器的電流比即可討論R消耗的功率以及電壓表V1和V2的示數(shù)變化。
【解答】解：A、根據(jù):＝，若只增大變壓器T1的原線圈匝數(shù)n1，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1不變，則T1輸出電壓U2減小，故A錯(cuò)誤；
B、變壓器不改變交流電的頻率，故B錯(cuò)誤；
C、把用戶端等效為輸電線路回路中電阻，當(dāng)用戶總電阻減小時(shí)，根據(jù)歐姆定律：I＝，輸電線路回路中電流會(huì)變大，根據(jù)P＝I2R，則R消耗的功率增大，故C正確；
D、發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則電壓表U1示數(shù)不變，輸電線路回路中電流會(huì)變大，降壓變壓器原線圈輸出電流變大，根據(jù)＝，則降壓變壓器副線圈輸入電流變大，根據(jù)U＝IR，用戶端電壓變大，所以V2的示數(shù)變大，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，且沒有漏磁現(xiàn)象．遠(yuǎn)距離輸電，由于導(dǎo)線通電發(fā)熱導(dǎo)致能量損失，所以通過提高輸送電壓，從而實(shí)現(xiàn)降低電損。
2．（2021?海陵區(qū)校級(jí)四模）“西電東送”是將西部豐富的能源轉(zhuǎn)化為電能輸送到電力供應(yīng)緊張的沿海地區(qū)，為了減少遠(yuǎn)距離輸電線路中電阻損耗的能量，需要采用高壓輸電。某發(fā)電機(jī)輸出的交流電經(jīng)理想變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸送，最后經(jīng)理想變壓器降壓后輸送給用戶。則下列說法不正確的是（ ）
A．若減少升壓變壓器原線圈的匝數(shù)，輸電線上損失的功率將減小
B．用戶獲得的交流電頻率與發(fā)電機(jī)輸出的交流電頻率相同
C．若增加用戶用電負(fù)載的數(shù)量，輸電線上損失的功率將增加
D．根據(jù)歐姆定律輸電電壓增加，則輸電電流增加
【分析】明確變壓器工作原理，根據(jù)電壓之比等于線圈匝數(shù)之比求解輸電電壓；明確電能在輸送時(shí)，輸電線有電阻，所以要盡量減小輸電線路上的電能損失；所有用電器是并聯(lián)接入電路的，數(shù)量增加會(huì)引起電路總電阻變小；輸電電流要通過p＝UI計(jì)算。
【解答】解：A、減少升壓變壓器原線圈的匝數(shù)，根據(jù)＝可知輸電電壓增加，根據(jù)P＝IU輸電電流減小，損失功率減小，故A正確；
B、頻率由發(fā)電機(jī)的決定，變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，在遠(yuǎn)距離輸電中，交流電的頻率不變，故B正確；
C、若增加用戶用電負(fù)載的數(shù)量，總電阻減小，電流增大，由P＝I2R知損失功率增大，故C正確；
D、根據(jù)P＝IU可知，輸電電壓增加，輸電電流減小，故D錯(cuò)誤。
本題選不正確的，
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是電能輸送的基本知識(shí)，要求對(duì)變壓器的原理足夠了解，要牢記輸電線電阻的分壓現(xiàn)象以及功率損耗的計(jì)算。
3．（2021春?榕城區(qū)校級(jí)月考）遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，關(guān)于輸電線上由電阻造成的電壓損耗和功率損耗的說法中，正確的是（ ）
A．輸電線上的電功率損耗原來的
B．輸電線上的電功率損耗是原來的
C．輸電線上的電壓損耗是原來的
D．輸電線上的電壓損耗是原來的n倍
【分析】根據(jù)輸送功率P＝UI表示出輸電電流，再根據(jù)P損＝I2R可得出輸電線上損失的電功率與輸送電壓的關(guān)系；
根據(jù)歐姆定律得到電壓損失與輸送電壓的關(guān)系。
【解答】解：設(shè)輸送的電功率一定為P，輸送電壓為U，輸電線上功率損失為△P，電壓損失為△P，電流為I，輸電線總電阻為R。
由P＝UI知，I＝，
由△P＝I2R得：△P＝；
由△U＝IR得：△U＝R；
因?yàn)镻、R一定，所以△P∝，△U∝，
當(dāng)輸送電壓升高為原來的n倍時(shí)，
因△P∝，故△P變?yōu)樵瓉淼?，故B正確，A錯(cuò)誤；
又△U∝，故△U變?yōu)樵瓉淼?，故CD錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握輸送電功率公式P＝UI，以及輸電線上損失的電功率△P＝I2R和電壓損耗△U＝IR，再結(jié)合題目要求列式比較即可。
綜合練習(xí)
一．選擇題（共20小題）
1．（2021?湖南模擬）特高壓電網(wǎng)是指1000kV及以上交流電網(wǎng)或±800kV及以上直流電網(wǎng).我國特高壓輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越.2011年12月16日，世界首條商業(yè)運(yùn)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(yàn)示范工程）在中國正式投產(chǎn)，到現(xiàn)在已經(jīng)安全運(yùn)行近十年.下列說法中正確的是（ ）
A．大小不隨時(shí)間變化的電流稱為直流
B．所有交流電的峰值都是其對(duì)應(yīng)有效值的倍
C．理想變壓器輸出的功率大于輸入功率
D．遠(yuǎn)距離輸電采用特高壓的主要目的是降低輸電線路中的損耗
【分析】明確直流電和交流電的定義，知道只有正弦式交流電峰值才是有效值的倍；掌握變壓器原理，知道理想變壓器沒有能量損失，輸入功率等于輸出功率；知道高壓輸電的意義是減小輸電線路上的功率和電壓損耗。
【解答】解：A、大小不隨時(shí)間變化但如果電流的方向隨時(shí)間發(fā)生變化的電流也是交流，直流是指方向不隨時(shí)間發(fā)生變化的電流，故A錯(cuò)誤；
B、正弦式交流電的峰值是有效值的倍，并不是所有交流電的峰值都是有效值的倍，故B錯(cuò)誤；
C、理想變壓器沒有能量損失，輸出的功率等于輸入功率，故C錯(cuò)誤；
D、遠(yuǎn)距離輸電采用特高壓，可以減小輸電電流，從而降低輸電線路中的損耗，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查交變電路中的遠(yuǎn)距離輸電、變壓器以及交流電的性質(zhì)，要注意明確只有正弦式交流電的峰值是有效值的倍。
2．（2021春?薛城區(qū)期中）遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，在輸送功率不變的條件下，下列說法正確的是（ ）
A．提高輸電電壓，能減小輸電電流，提高輸電效率
B．提高輸電電壓，勢(shì)必增大輸電導(dǎo)線上的電流
C．提高輸電電壓，勢(shì)必增大輸電導(dǎo)線上能量的損耗
D．只有增大導(dǎo)線的電阻，才能減小輸電電流，提高輸電效率
【分析】根據(jù)P＝UI、P損＝I2R判斷輸電線上損耗的功率與什么因素有關(guān)；根據(jù)η＝100%，判斷提高輸電效率的影響因素。
【解答】解：ABC、根據(jù)P輸＝U輸I輸，在輸電功率一定的前提下，提高輸電電壓，勢(shì)必減小輸電導(dǎo)線上的電流，根據(jù)P損＝R線，從而減小線路功率的損耗，根據(jù)η＝100%，會(huì)提高輸電效率，故A正確，BC錯(cuò)誤；
D、增大導(dǎo)線的電阻，會(huì)增大線路功率的損耗，根據(jù)η＝100%，會(huì)降低輸電效率，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道輸電功率與輸出電壓和輸電電流的關(guān)系，以及知道導(dǎo)線上功率的損失與輸電電流的關(guān)系。
3．（2021?臨沂學(xué)業(yè)考試）特高壓輸電技術(shù)已成為繼高鐵、核電之后中國在世界范圍內(nèi)的第三張高科技名片。如圖為特高壓遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器為理想變壓器，特高壓輸電電壓U保持不變，輸電線路的等效電阻為R0，用戶電路為純電阻電路，總電阻為R，當(dāng)R變小時(shí)，不考慮其他因素的影響，則下列說法正確的是（ ）
A．變壓器原線圈中的電流變小
B．變壓器輸出端的電壓變大
C．用戶獲得的功率一定變大
D．輸電線損耗的功率與用戶獲得的功率的比值變大
【分析】將變壓器的負(fù)載電阻轉(zhuǎn)化為原線圈的等效電阻，利用由閉合電路歐姆定律即可判斷A選項(xiàng)；再結(jié)合變壓器的變壓比可判斷變壓器輸出端的電壓變化情況；
因R等效與R0的阻值大小關(guān)系未知，R減小時(shí)，無法判斷用戶獲得的功率變化情況；
利用功率公式可得到功率之比，從而進(jìn)行判斷。
【解答】解：A.將負(fù)載電阻等效在原線圈電路的變壓器輸入端，等效電阻為
R等效＝＝＝（）2R
對(duì)原線圈和電源構(gòu)成的閉合電路，由閉合電路歐姆定律有
I1＝
因R變小，則R等效變小，而U不變，則變壓器原線圈中的電流I1變大，故A錯(cuò)誤；
B.根據(jù)原線圈電路可知，等效電阻的電壓為U1＝U﹣I1R0
因電流I1變大，則U1變小，根據(jù)，可知變壓器輸出端的電壓U2變小，故B錯(cuò)誤；
C.因R等效與R0的阻值關(guān)系未知，則R減小時(shí)，其功率的變化不能確定，即用戶獲得的功率不一定變大，故C錯(cuò)誤；
D.由等效電路可知：＝
則R等效變小時(shí)，其比值變大，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)變壓器的特點(diǎn)，利用動(dòng)態(tài)分析的方法分析電流電壓的變化，知道變壓器的匝數(shù)與電流電壓的關(guān)系。
4．（2021春?武平縣校級(jí)月考）遠(yuǎn)距離輸電線路如圖所示。在輸送的電功率一定的情況下，采用高壓U1輸電時(shí)，線路損耗的電功率為P1；采用高壓U2輸電時(shí)，線路損耗的電功率為P2。若P1＝4P2，下列關(guān)系式正確的是（ ）
A．2U1＝U2B．U1＝2U2C．4U1＝U2D．U1＝4U2
【分析】輸電線的電阻不變，線路的損耗功率P損＝I2R線變?yōu)樵瓉淼?，故電流變?yōu)樵瓉淼囊话?，由輸送電功率一定，由P＝UI即可求解。
【解答】解：因P1＝4P2且△P＝I2R線，得：I2＝
在輸送的電功率P一定的情況下，由P＝UI得：
P＝U1I1＝U2I2
將I2＝代入得：＝，即：2U1＝U2
故A正確，BCD錯(cuò)誤；
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電問題，一定要分清損失功率，輸送功率的不同，并會(huì)用不同的方法表示，把握住題目告訴的條件，認(rèn)真分析即可。
5．（2021春?潞州區(qū)校級(jí)月考）下列關(guān)于交變電流、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電的說法中不正確的是（ ）
A．理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比決定
B．交變電流的最大值是有效值的倍
C．降低輸電損耗有兩個(gè)途徑：減小輸電線的電阻和減小輸電電流
D．一般交流電設(shè)備上標(biāo)的額定電壓指有效值
【分析】根據(jù)變壓器的特點(diǎn)：電壓比等于匝數(shù)比，電流之比等于匝數(shù)反比，輸入功率等于輸出功率去分析。
【解答】解：A、理想變壓器的輸出電壓根據(jù)＝可知，輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比決定，故A正確；
B、對(duì)于正弦式交變電流最大值是有效值的倍，但對(duì)于一般交變電流最大值與有效值并非倍關(guān)系，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)△P＝I2R＝R可知，降低輸電損耗有兩個(gè)途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓，故C正確；
D、交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交流電的有效值，故D正確；
本題選不正確的
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于交變電流有效值的理解，要注意并非所有的交變電流的峰值都是有效值的倍。
6．（2021春?運(yùn)城月考）如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，圖中的變壓器均為理想變壓器，輸電線的總電阻為r＝100Ω，降壓變壓器所接用戶可等效為圖中的滑動(dòng)變阻器，用戶增加時(shí)相當(dāng)于滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)。已知用戶的額定電壓為U0＝220V，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n4＝50：1，升壓變壓器原線圈所接電壓如圖乙所示，用戶在正常情況下，消耗的總功率為P0＝11kW，下列說法正確的是（ ）
A．發(fā)電廠的輸出功率為11kW
B．升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2＝2：111
C．用戶增加時(shí)，用戶得到的電壓增加
D．用戶增加時(shí)，輸電效率升高
【分析】根據(jù)P＝UI和理想變壓器的工作原理求解降壓變壓器原、副線圈的電流，從而判斷發(fā)電廠的輸出功率；根據(jù)P＝UI得升壓變壓器原線圈中的電流，根據(jù)電流比可得匝數(shù)比；根據(jù)功率、電流、電壓與電阻的關(guān)系判斷用戶增加時(shí)用戶得到的電壓的變化和發(fā)電廠的輸電效率。
【解答】解：A、當(dāng)用戶端正常工作消耗的總功率為P0＝11kW時(shí)，降壓變壓器副線圈中的電流為I4＝＝A＝50A，由理想變壓器的工作原理可知＝，解得I3＝1A，輸電線上損失的功率為Pr＝I32r＝12×100W＝100W，則發(fā)電廠的輸出功率為P＝P0+Pr＝11kW+100W＝11.1kW，故A錯(cuò)誤；
B、由題圖乙可知升壓變壓器原線圈兩端的電壓為U1＝200V，則升壓變壓器原線圈中的電流為I1＝＝A＝55.5A，則升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為＝＝＝＝，故B正確；
C、當(dāng)用戶增加時(shí)，用戶消耗的功率增大，則發(fā)電廠的輸出功率增大，輸出電流增大，輸電電流I2增大，輸電線上損失的電壓增大，降壓變壓器原線圈的輸入電壓減小，則其副線圈的輸出電壓減小，用戶得到的電壓降低，故C錯(cuò)誤；
D、發(fā)電廠的輸電效率為＝1﹣?，由以上分析可知，用戶增加時(shí)輸電電流I2增大，則輸電效率降低，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查理想變壓器規(guī)律的應(yīng)用，要知道各量表示的含義，知道原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比，電流比等于匝數(shù)之反比。
7．（2021?肇慶二模）一小型水電站通過升壓變壓器和降壓變壓器給某生活區(qū)供電，發(fā)電機(jī)組輸出電壓恒定，輸電線電阻R保持不變。該生活區(qū)夜晚用電量大于白天用電量，則夜晚與白天比較（ ）
A．發(fā)電機(jī)的輸出功率不變
B．用戶獲得的電壓升高
C．輸電線上損失的功率減小
D．降壓變壓器輸出電壓降低
【分析】用電量增大說明用電器增多，所有用電器是并聯(lián)接入電路，會(huì)導(dǎo)致電路總電阻減小，引起電流增大，根據(jù)變壓器原理，可以推斷輸電線的電流和發(fā)電機(jī)輸出電流都增大。
【解答】解：住宅區(qū)用電量增大說明接入電路的用電器增多，即并入電路的負(fù)載增多，負(fù)載總電阻減小，導(dǎo)致生活區(qū)電路總電流增大，對(duì)應(yīng)的輸電線電流增大，發(fā)電站的輸出電流也增大。
A、對(duì)發(fā)電站而言，輸出電壓恒定，輸出電流增大時(shí)，由P＝UI可得，輸出功率增大，故A錯(cuò)誤；
B、輸電線電流增大，由U＝IR可得，輸電線分壓增大，即電壓損失增多，降壓變壓器原線圈電壓降低，對(duì)應(yīng)的副線圈電壓也降低，即用戶獲得的電壓降低，故B錯(cuò)誤；
C、由P＝I2R可得，當(dāng)輸電線電流增大時(shí)，損失功率增大，故C錯(cuò)誤；
D、由B分析可知，降壓變壓器輸出電壓降低，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是電能的輸送問題，注意用電量增大的本質(zhì)以及給電路帶來的影響即可。
8．（2021春?連云港月考）如圖所示，甲為某高壓輸電鐵塔的五根電線，乙為其中一根電線的截面，下列說法正確的是（ ）
A．鐵塔上的五根電線都是用來輸電的
B．夏天電線上的拉力要比冬天大一些
C．每根電線由多股細(xì)導(dǎo)線組成，是為了增加導(dǎo)線的電阻
D．在輸送功率一定時(shí)，輸電線上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比
【分析】此題較易，只有D選項(xiàng)需要用到遠(yuǎn)距離輸電的知識(shí)，其余選項(xiàng)根據(jù)生活常識(shí)可解。
【解答】解：
A、高壓輸電線最上面的一根線是用來避雷的，并不是輸電的，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)熱漲冷縮，冬天上電線的拉力應(yīng)該更大，故B錯(cuò)誤；
C、考慮經(jīng)濟(jì)成本，制作較粗的導(dǎo)線，技術(shù)上難度更大，所以采用多股細(xì)導(dǎo)線，使整體的電線更粗，根據(jù)電阻定律，橫截面積更大是為了減小電阻，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)P＝UI，U越大，I越小，I與U成反比，損失功率△P＝I2R，所以損失的功率跟輸送電壓的平方成反比，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】通過此題我們要熟悉電阻定律，以及遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線上損失損失的功率△P＝I2R。
9．（2020秋?撫順期末）節(jié)約能源是當(dāng)今世界的一種重要社會(huì)意識(shí)。原來采用110kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電，在輸電線路上損耗的功率為△P。為減小輸電線上損耗的功率。在輸送功率一定、輸電線路不變的同時(shí)輸電電壓變?yōu)?40kV。則在輸電線路上損耗的功率變?yōu)椋? ）
A．B．C．D．
【分析】輸送電流I＝，輸電線上損失的功率△P＝I2R＝（）2R，知輸送功率一定時(shí)，損失的功率與輸送電壓的二次方成反比。
【解答】解：輸送電流I＝，輸電線上損失的功率△P＝I2R＝（）2R；可知輸電線損失的功率與輸送電壓的平方成反比，所以當(dāng)輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，輸電線上損耗的功率變?yōu)?，故D正確，ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵搞清輸送功率與輸送電壓和輸送電流的關(guān)系，以及知道在輸電線上損失的功率的計(jì)算公式即可。
10．（2020秋?南京期末）供電站向遠(yuǎn)方送電，輸送的電功率恒定，若將輸電電壓提高到原來的4倍，以下判斷中正確的是（ ）
A．輸電電流為原來的4倍
B．輸電導(dǎo)線上損失的電壓為原來的4倍
C．輸電導(dǎo)線上損失的電功率為原來的
D．輸電導(dǎo)線上損失的電功率為原來的
【分析】輸送的功率一定，根據(jù)P＝UI和P損＝I2R可知高壓輸電的電壓、電流與電能變化情況．
【解答】解：A、B、輸送的功率一定，根據(jù)P＝UI，知輸電電壓越高，輸電電流越小，若輸送電壓提高到原來的4倍，則電流減小倍，輸電導(dǎo)線上損失的電壓△U＝Ir也減小為原來的倍，故AB錯(cuò)誤；
C、D、電流減小到倍，根據(jù)P損＝I2R可知，電線上損失的功率為原來的倍，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握輸送功率與輸電電壓和輸電電流的關(guān)系，以及知道P損＝I2R的應(yīng)用．
11．（2021?閬中市校級(jí)模擬）隨著社會(huì)發(fā)展，人類對(duì)能源的需求日益增加，節(jié)能變得愈加重要．甲、乙兩地采用電壓U進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，輸電線上損耗的電功率為輸入總功率的k（0＜k＜1）倍．在保持輸入總功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用5U的電壓輸電，若不考慮其他因素的影響，輸電線上損耗的電功率將變?yōu)檩斎肟偣β实模? ）倍．
A．B．C．5kD．25k
【分析】已知輸送的電功率和輸電電壓，根據(jù)I＝求出輸電線上的電流；根據(jù)△P＝I2R得到輸電線上損失的電功率表達(dá)式，再求解即可．
【解答】解：設(shè)輸送的電功率為P。
當(dāng)輸送電壓為U時(shí)，在線路上損失的功率為：△P＝I2R，I＝，得：△P＝
同理，當(dāng)輸送電壓為5U時(shí)，在線路上損失的功率為：△P′＝
據(jù)題有：△P＝kP
聯(lián)立解得：△P′＝P，即輸電線上損耗的電功率將變?yōu)檩斎肟偣β实?倍。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電中的能量損失及功率公式的應(yīng)用，要注意功率公式中P＝UI中的電壓U應(yīng)為輸電電壓．
12．（2020春?天河區(qū)期末）圖為長距離高壓輸電的示意圖。關(guān)于長距離輸電，下列說法正確的是（ ）
A．減小輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失
B．高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗
C．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小
D．高壓輸電綜合考慮各種因素，輸電電壓越高越好
【分析】根據(jù)P＝UI、P損＝I2R判斷輸電線上損失的電能與什么因素有關(guān)，知道高壓輸電不是電壓越高越好。
【解答】解：A、根據(jù)R＝ρ知，減小輸電導(dǎo)線的橫截面積，電阻增大，根據(jù)P損＝I2R知，電能的損失增大，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)P損＝I2R知，減小輸送電流減小電路的發(fā)熱損耗，根據(jù)P＝UI可知，高壓輸電可以減小輸送電流，故B正確；
C、輸送電壓一定，輸送功率越大，則輸送的電流越大，根據(jù)P損＝I2R知，輸電過程中電能損失越大，故C錯(cuò)誤；
D、高壓輸電不是電壓越高越好，電壓越高，對(duì)輸電線路的絕緣性能等的要求就越高，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】增加輸電導(dǎo)線的橫截面積能減小電阻，因此，有利于減少輸電過程中的電能損失，高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗，輸送的電功率越大，則輸電線上流過的電流越大，輸電過程中的電能損失越大，高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好。
13．（2020春?修水縣期末）某發(fā)電站采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的地區(qū)輸電，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，現(xiàn)將輸電電壓變?yōu)?10kV，則輸電線上損耗的功率變?yōu)樵瓉淼模? ）
A．2倍B．4倍C．倍D．倍
【分析】由P＝UI求出輸電電流，再根據(jù)功率公式即可表示輸電線上損耗的功率的表達(dá)式，從而求出電壓變化后功率的變化。
【解答】解：輸送電流I＝，輸電線上損失的功率△P＝I2R＝（）2R；可知輸電線損失的功率與輸送電壓的平方成反比，所以當(dāng)輸電電壓變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí)，輸電線上損耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍。故B正確，ACD錯(cuò)誤；
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵搞清輸送功率與輸送電壓和輸送電流的關(guān)系，以及知道在輸電線上損失的功率的計(jì)算公式即可，明確功率一定時(shí)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)輸電線損失的功率與輸送電壓的平方成反比。
14．（2020春?荔灣區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U。若由于用戶的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了△U，則下列判斷正確的是（ ）
A．電流表A1的示數(shù)增大了
B．電流表A2的示數(shù)增大了
C．電壓表V1的示數(shù)減小了△U
D．輸電線損失的功率增加了（）2R
【分析】根據(jù)變壓器的變壓比，結(jié)合歐姆定律以及變壓器的電流比談?wù)搩呻娏鞅硎緮?shù)的變化；根據(jù)變壓器的變壓比即可分析電壓表V1的示數(shù)變化情況；根據(jù)輸電線上電流增大量，可根據(jù)功率公式驗(yàn)證D選項(xiàng)。
【解答】解：AB、根據(jù)變壓器的變壓比：，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為n，所以降壓變壓器原副線圈兩端的電壓之比等于n，有：＝n，即降壓變壓器原線圈兩端電壓減小了n△U，根據(jù)歐姆定律I＝，知電流表A1示數(shù)增大了，輸電線上電流增大了，根據(jù)變壓器的電流比知，電流表A2示數(shù)增大了n×＝，故A正確，B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)題意知，發(fā)電廠的輸出電壓恒為U，根據(jù)，升壓變壓器的變壓比不變，所以電壓表V1的示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；
D、由于輸電線上電流增大了，故輸電線損失的功率增加量一定不是P＝R，故D錯(cuò)誤；
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問題，一定要明確整個(gè)過程中的功率、電壓關(guān)系，尤其注意導(dǎo)線上損失的電壓和功率與哪些因素有關(guān)。
15．（2020秋?紹興月考）如圖所示為某實(shí)驗(yàn)室研究遠(yuǎn)距離輸電的模擬裝置。理想變壓器的匝數(shù)比n1：n2＝n4：n3，交變電源的電動(dòng)勢(shì)e＝50sin10πt（V），r為輸電線的電阻，則（ ）
A．閉合開關(guān)后，燈泡兩端的電壓為50V
B．閉合開關(guān)后，通過燈泡電流的頻率為10Hz
C．依次閉合開關(guān)S1、S2、S3，在此過程中燈泡L1越來越亮
D．依次閉合開關(guān)S1、S2、S3，輸電線消耗的電功率越來越大
【分析】根據(jù)變壓器的規(guī)律和歐姆定律可知燈泡兩端電壓的判斷需要知道輸電線電阻；根據(jù)f＝判斷頻率；判斷燈泡亮度變化可根據(jù)功率P＝UI判斷；根據(jù)P＝I2R可判斷輸電線消耗的功率。
【解答】解：A、輸電線電阻未知，無法計(jì)算燈泡兩端電壓，故A錯(cuò)誤；
B、通過燈泡電流的頻率為f＝＝Hz＝5Hz，故B錯(cuò)誤；
C、依次閉臺(tái)開關(guān)S1、S2、S3，I4增大，I3增大，輸電線電流增大，U3減小，U4減小，燈泡L1的功率減小，L1變暗，故C錯(cuò)誤；
D、依次閉合開關(guān)S1、S2、S3，I4增大，I3增大，輸電線電流增大，輸電線消耗的電功率由P＝I32R可知，電阻R不變，電功率P增大，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握變壓器的原理和特點(diǎn)，以及掌握遠(yuǎn)距離輸電過程中電壓損失和輸入電壓、輸出電壓的關(guān)系。
16．（2020秋?七星區(qū)校級(jí)期中）為了降低輸電過程中電能的損耗，下列電壓中最適合遠(yuǎn)距離輸電的是（ ）
A．220VB．380VC．10kVD．220kV
【分析】明確輸電中的功率損耗規(guī)律，根據(jù)P＝UI求出輸電線上的電流，結(jié)合P損＝I2R分析輸電線上損耗的功率與什么因素有關(guān)。
【解答】解：根據(jù)P損＝I2R知，通過減小輸電導(dǎo)線的電阻或減小輸電的電流可以減小功率的損耗；根據(jù)P＝UI知，需要提高輸電電壓來減小輸電電流，所以電壓越高，電能的損耗越少，故220kv是最適合遠(yuǎn)距離輸電的，故D正確，ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道根據(jù)P損＝I2R知道要減小功率損耗，應(yīng)減小導(dǎo)線電阻，或減小輸電電流；減小電阻來減小能耗是有限的，主要還要通過提高輸電電壓來減小電流。
17．（2020?朝陽區(qū)二模）如圖所示為高壓輸電的原理圖，由于輸電距離長，輸電線上必然產(chǎn)生電能損耗。相比傳統(tǒng)輸電的鋼芯鋁絞線，新型的碳纖維軟鋁導(dǎo)線除了具有重量輕、強(qiáng)度大、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)外，還能有效減小傳輸電阻。圖中兩個(gè)變壓器均視為理想變壓器。在發(fā)電廠輸出功率和輸出電壓U1都不改變的條件下，若將輸電線由傳統(tǒng)導(dǎo)線更換成電阻更小的新型碳纖維軟鋁導(dǎo)線，下列敘述正確的是（ ）
A．因?yàn)檩旊娋€的電阻減小，兩輸電線左端電壓U2一定減小
B．因?yàn)檩旊娋€的電阻減小，兩輸電線右端電壓U3一定減小
C．因?yàn)檩旊娋€的電阻減小，輸電線上的電流一定變大
D．因?yàn)檩旊娋€的電阻減小，用戶端的電壓U4一定變大
【分析】明確遠(yuǎn)距離輸電的基本原理，知道輸電電壓由發(fā)電廠的輸出電壓和升壓變壓器匝數(shù)比決定；根據(jù)輸電過程應(yīng)用電功率公式與歐姆定律分析答題。
【解答】解：A、由于發(fā)電廠的輸出電壓U1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U2不變，即兩輸電線左端電壓U2不變，故A錯(cuò)誤；
BC、輸電功率P與輸電電壓U2都不變，由P＝UI可知輸電線上的輸電電流I不變，輸電線的電阻R減小，輸電線上損失的電壓U損＝I線R減小，降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2﹣U損增大，故BC錯(cuò)誤；
D、降壓變壓器原副線圈匝數(shù)不變，降壓變壓器輸入電壓U3增大，降壓變壓器副線圈輸出電壓即用戶端的電壓U4變大，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電問題，知道遠(yuǎn)距離輸電過程與各量間的關(guān)系是解題的前提，應(yīng)用電功率公式、歐姆定律與變壓器的變壓比即可解題。
18．（2020?寧波模擬）圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，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)比為k。在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其它因素的影響，則輸電線上損失的電功率（ ）
A．2（）2rB．2（）2rC．4（）2rD．4（）2r
【分析】根據(jù)升壓變壓器原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式求出輸入電壓的最大值，然后求出其有效值，根據(jù)變壓器的變壓比求出變壓器副線圈電壓，即輸電電壓，應(yīng)用電功率公式求出輸電電流，然后根據(jù)電功率公式求出輸電線上損失的電功率。
【解答】解：升壓變壓器原線圈輸入電壓的最大值為Um，有效值U1＝
根據(jù)變壓器的變壓比＝k可知，副線圈電壓U2＝
輸電電流I＝
輸電線上損失的電功率P損＝I2?2r＝4r，故C正確，ABD錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電問題，考查了求輸電損失的功率問題，分析清楚輸電過程是解題的前提，應(yīng)用變壓器的變壓比與電功率公式即可解題。
19．（2020春?上高縣校級(jí)期末）如圖所示為某發(fā)電站向某用戶區(qū)供電的輸電原理圖，T1為匝數(shù)比為n1：n2的升壓變壓器，T2為匝數(shù)比為n3：n4的降壓變壓器。若發(fā)電站輸出的電壓有效值為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)間段用戶R0需求的電功率恒為P0，用戶的用電器正常工作電壓為U2，在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是（ ）
A．T1原線圈中的電流有效值為
B．輸電線上損失的電壓為
C．輸電線上損耗的功率為
D．輸電線上損耗的功率為
【分析】根據(jù)用戶功率求出降壓變壓器副線圈電流，應(yīng)用變壓器的變流比求出升壓變壓器原線圈的電流；應(yīng)用變壓器的變流比求出輸電線上的輸電電流，然后應(yīng)用歐姆定律求出輸電線損失的電壓；應(yīng)用電功率公式求出輸電線上損失的功率。
【解答】解：A、用戶功率是P0，用戶電壓是U2，因此用戶電流I2＝，
由變壓器的變流比可知：，
解得輸電電流：I＝，升壓變壓器T1原線圈中電流的有效值I1＝，故A錯(cuò)誤；
B、輸電線上損失的電壓U＝IR＝，故B錯(cuò)誤；
CD、輸電線上損耗的功率P＝I2R＝，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電能的輸送問題，分析清楚輸電過程、掌握變壓器的電流表是解題的前提，應(yīng)用電功率公式、變壓器的電流表、歐姆定律與電功率公式可以解題。
20．（2020春?七星區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1；在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2，則（ ）
A．用戶端的電壓為U1
B．輸電線上的電壓降為U
C．理想變壓器的輸入功率為I1U1
D．輸電線路上損失的電功率為I1U
【分析】理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定，輸出電壓由輸入電壓決定；明確遠(yuǎn)距離輸電過程中的功率、電壓的損失與哪些因素有關(guān)，明確整個(gè)過程中的功率、電壓關(guān)系以及理想變壓器電壓和匝數(shù)關(guān)系。
【解答】解：A、由于輸電線與用戶間連有一理想變壓器，設(shè)用戶端的電壓是U 2，則U1I1＝U2I2，解得，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，輸電線上的電壓降為△U＝U﹣U1，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)功率公式可知，理想變壓器輸入功率P＝U1I1，故C正確；
D、由P＝UI可知，輸電線路上損失的電功率為P＝I1（U﹣U1），故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問題，一定要明確整個(gè)過程中的功率、電壓關(guān)系，尤其注意導(dǎo)線上損失的電壓和功率與哪些因素有關(guān)，能正確選擇功率公式是解題的關(guān)鍵。
二．多選題（共10小題）
21．（2021春?廣州期末）如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，某電工師傅為了測(cè)定輸送電路的電流大小，在電路中接入一個(gè)電流互感器，其原副線圈的匝數(shù)比為1：10，電流表的示數(shù)為2A，輸電線的總電阻為20Ω，發(fā)電機(jī)的輸送功率為100kW。下列說法正確的是（ ）
A．用戶得到的功率為92kW
B．輸電線上損失的電壓為40V
C．升壓變壓器的輸出電壓為U2＝5000V
D．用電高峰期，為了讓用戶能夠正常用電，可將P向上滑
【分析】先根據(jù)電流表的示數(shù)和電流互感器的原、副線圈匝數(shù)比求出輸電線路中的電流，由U＝Ir可求出輸電線上損失的電壓；由P線損＝I2r求出輸電線上損失的功率，從而求得用戶獲得的功率；根據(jù)P＝U2I求升壓變壓器的輸出電壓U2；明確用電高峰時(shí)導(dǎo)線上損失的功率增大，應(yīng)減小降壓變壓器匝數(shù)之比。
【解答】解：A、設(shè)輸電線路中電流為I3，電流表的示數(shù)為I6，電流互感器的原、副線圈匝數(shù)比為n5：n6，則＝＝，解得I3＝20A，輸電線上損失的功率為：P損＝I32r＝202×20W＝8000W＝8kW，故用戶獲得的功率為：P用＝P﹣P損＝100kW﹣8kW＝92kW，故A正確；
B、輸電線上損失的電壓U損＝I3r＝20×20V＝400V，故B錯(cuò)誤；
C、升壓變壓器的輸出電壓U2＝＝＝5000V，故C正確；
D、用電高峰期，為電流增大，導(dǎo)線上損失的電壓增大，故降壓變壓器輸入電壓減小，用戶得到電壓減?。淮藭r(shí)若P上移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)n3減小，根據(jù)U4＝U3可知，用戶獲得的電壓U4增大，故D正確。
故選：ACD。
【點(diǎn)評(píng)】本題實(shí)質(zhì)是變壓器原理的應(yīng)用，注意電流互感器利用變壓器原理將電壓、電流減小到可測(cè)范圍進(jìn)行測(cè)量的儀器。
22．（2020秋?新吳區(qū)校級(jí)期末）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4：1，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u＝220sin100πtV，降壓變壓器的副線圈與阻值R0＝11Ω的電阻組成閉合電路。若將變壓器視為理想變壓器，則下述正確的是（ ）
A．通過R0電流的有效值是20A
B．發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為50Hz
C．升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓
D．升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率
【分析】在輸電的過程中，交流電的頻率不變，結(jié)合降壓變壓器的輸出電壓和用電器的電阻，根據(jù)歐姆定律求出通過用電器的電流，升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線上的功率．
【解答】解：A、通過用電器的電流有效值I＝＝A＝20A，故A正確；
B、交流電經(jīng)過變壓器，頻率不變，則交流電的頻率f＝＝＝50Hz．故B正確
CD、升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上的功率，所以C錯(cuò)誤，D正確。
故選：ABD。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道：1、原副線圈的電壓、電流與匝數(shù)比的關(guān)系；2、升壓變壓器的輸出功率、功率損失和降壓變壓器的輸入功率之間的關(guān)系.
23．（2021?漳州一模）如圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，輸電導(dǎo)線的總電阻為r，升壓變壓器匝數(shù)比為n1：n2，發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P，輸出電壓為U，導(dǎo)線上損失的功率為P損，用戶得到的功率為P用，升壓變壓器原副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，輸電線上輸送的電流大小為I。下列判斷正確的是（ ）
A．輸電線上電流大小為I＝
B．輸電線上損失的電壓為U損＝
C．輸電線上損失的功率P損＝r
D．用戶得到的功率P用＝P﹣r
【分析】變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，電流之比等于匝數(shù)之反比，輸入功率等于輸出功率；根據(jù)△U＝I2r和，求得損失的電壓和損失功率，即可判斷。
【解答】解：A、對(duì)于理想變壓器有U＝U1，在升壓變壓器中，P＝U1I1＝U2I2，根據(jù)；聯(lián)立解得，故輸電線路上的電流I＝，故A錯(cuò)誤；
B、輸電線上損失的電壓為，故B正確；
C、輸電線損失的功率，故C錯(cuò)誤；
D、用戶得到的功率，故D正確；
故選：BD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電、輸電線上損失的功率、用戶得到的功率以及輸電線上損失的電壓。
24．（2020春?龍巖期末）圖為遠(yuǎn)距離輸電的電路圖，升壓變壓器和降壓變壓器均視為理想變壓器，其匝數(shù)比n1：n2＝n4：n3，圖中標(biāo)示了電壓和電流，輸電線的電阻為R、消耗功率為P損，則（ ）
A．U1＝U4B．I1＝I4C．P損＝D．P損＝I22R
【分析】變壓器原副線圈的電壓比等于原副線圈的匝數(shù)比，變壓器原副線圈的電流表與變壓器原副線圈匝數(shù)成反比，用戶功率與輸電損失的功率之和等于輸電功率，根據(jù)圖示輸電過程應(yīng)用變壓器原理與功率公式、歐姆定律分析答題。
【解答】解：A、降壓變壓器輸入電壓U3＝U2﹣I2R
由變壓器的變壓比可知，U4＝U3＝U3＝U3＝U1﹣，故A錯(cuò)誤；
B、由變壓器的變流比可知，，則I1＝I4，故B正確；
CD、輸電電壓大于輸電線損失的電壓，即U2＞U損，輸電線損失的功率P損＝I22R＝≠，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：BD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電問題，理解遠(yuǎn)距離輸電原理、分析清楚遠(yuǎn)距離輸電過程、變壓器的工作原理是解題的前提，應(yīng)用功率公式與變壓器的變壓比與變流比即可解題。
25．（2020秋?陽泉期末）遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線上電能的損失主要是由電流的熱效應(yīng)引起的。要減少電能輸送時(shí)的損失可采取下列哪些途徑（ ）
A．減小輸電線的電阻B．減小輸送的電流
C．減小輸送的電壓D．增大輸送的電壓
【分析】根據(jù)輸出功率、輸送電壓、輸送電流的關(guān)系P＝UI，以及損失功△P＝I2r判斷如何減小電能的損失．
【解答】解：A、輸電線路上損失的功率△P＝I2r，要減少電能輸送時(shí)的損失可采取減小輸電線電阻，或者減小輸送的電流，故AB正確；
CD、設(shè)輸送的功率為P，電壓為U，則輸電線路上的電流為I＝，則損失的功率，要減少電能輸送時(shí)的損失可采取增大輸送的電壓，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：ABD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查減小輸電線路電功率損失的方法，此題與我們的日常生活聯(lián)系比較緊密；用高壓輸電不僅可以減少線路中電能的損耗，同時(shí)降低熱損耗和材料成本，都是在輸電過程中節(jié)約了能源，這是一種非常有效的做法．
26．（2020春?南平期末）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理示意圖。發(fā)電機(jī)輸出的功率為P，升壓變壓器副線圈的電壓為U1，輸電線上的總電阻為R，變壓器為理想變壓器。則下列說法正確的是（ ）
A．輸電線上的電流強(qiáng)度為
B．輸電的效率為×100%
C．用戶得到的電功率為P﹣R
D．降壓變壓器原線圈的電壓為U1﹣R
【分析】用戶功率與輸電損失功率之和等于輸電功率，根據(jù)圖示輸電過程，應(yīng)用電功率公式與歐姆定律分析答題。
【解答】解：A、輸電線上的電流強(qiáng)度I＝，故A錯(cuò)誤；
BC、輸電線上損失的功率P損＝I2R＝R＝，
用戶功率P用＝P﹣P損＝P﹣R，
輸電效率η＝×100%＝×100%＝×100%，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、輸電線損失的電壓U損＝IR＝，
降壓變壓器原線圈的電壓U2＝U1﹣U損＝U1﹣R，故D正確。
故選：CD。
【點(diǎn)評(píng)】知道遠(yuǎn)距離輸電過程，知道遠(yuǎn)距離輸電過程的功率關(guān)系是解題的前提與關(guān)鍵，分析清楚圖示輸電過程應(yīng)用電功率公式、歐姆定律即可解題。
27．（2020秋?長春月考）遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的總電阻為R，變壓器為理想變壓器，下列關(guān)系式中正確的是（ ）
A．＝B．＝
C．I2＝D．U1I1＞I22R
【分析】變壓器電壓之比等于匝數(shù)之比；電流之比與匝數(shù)成反比；在遠(yuǎn)距離輸電中，輸電導(dǎo)線上功率有損耗；根據(jù)輸電過程應(yīng)用變壓器的變壓比與變流比分析答題。
【解答】解：A、由變壓器的變壓比可知：，故A正確；
B、由變壓器的變流比可知：，故B錯(cuò)誤；
C、U2是輸電電壓，R是輸電線電阻，輸電電流I2＝，故C錯(cuò)誤；
D、輸電過程P輸＝P損+P用，因此輸電功率P輸＝U1I1＞P損＝I22R，故D正確。
故選：AD。
【點(diǎn)評(píng)】理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，且沒有漏磁現(xiàn)象。遠(yuǎn)距離輸電，由于導(dǎo)線通電發(fā)熱導(dǎo)致能量損失，所以通過提高輸送電壓，從而實(shí)現(xiàn)降低電損。
28．（2020?東湖區(qū)校級(jí)模擬）圖為高壓輸電的原理圖，由于輸電距離長，輸電線上必然產(chǎn)生電能損耗。相比傳統(tǒng)輸電的鋼芯鋁絞線，新型的碳纖維軟鋁導(dǎo)線除了具有重量輕、強(qiáng)度大、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)外，還能有效減小傳輸電阻。圖中兩個(gè)變壓器均視為理想變壓器，在發(fā)電廠輸出功率和輸出電壓U1都不改變的條件下，若將輸電線由傳統(tǒng)導(dǎo)線更換成電阻更小的新型碳纖維軟鋁導(dǎo)線，下列敘述正確的是（ ）
A．兩輸電線左端電壓U2減小
B．兩輸電線右端電壓U3增大
C．輸電線上的電流不變
D．輸電線上損耗的能量減小
【分析】明確遠(yuǎn)距離輸電的基本原理，知道輸電電壓由發(fā)電廠的輸出電壓和升壓變壓器匝數(shù)比決定；根據(jù)功率公式確定輸電線上消耗的電功率的變化。
【解答】解：A、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，即兩輸電線左端電壓U2不變，故A錯(cuò)誤；
BC、根據(jù)P＝UI可知輸電線上的電流不變，根據(jù)U損＝I線R可知輸電線上的電壓損失減小，根據(jù)降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2﹣U損可得降壓變壓器的輸入電壓U3增大，故BC正確；
D、根據(jù)可知，輸電線上的電流不變，輸電線上的電阻減小，所以輸電線上的功率損失減小，即輸電線上損耗的能量減小，故D正確。
故選：BCD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電中功率損耗的計(jì)算，要注意明確提高輸電電壓和減小輸電線上的電阻均可以減小輸電過程中的功率損耗。
29．（2020春?和平區(qū)校級(jí)月考）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸送交流電的示意圖，變壓器均為理想變壓器。隨著用戶負(fù)載增多，發(fā)電機(jī)F達(dá)到額定功率時(shí)，降壓變壓器輸出功率仍然不足，用戶的用電器不能正常工作。那么，在發(fā)電機(jī)以額定功率工作的情況下，為了適當(dāng)提高用戶的用電功率，可采取的措施是（ ）
A．適當(dāng)增大輸電線的電阻r
B．適當(dāng)減小輸電線的電阻r
C．適當(dāng)提高的同時(shí)，降低
D．適當(dāng)降低的同時(shí)，提高
【分析】通過理想升壓變壓器將電送到用戶附近，然后用理想降壓變壓器向遠(yuǎn)處用戶供電家中。提升電壓的目的是降低線路的功率損失，從而提高用戶得到的功率。
【解答】解：AB、當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率一定時(shí)，為使遠(yuǎn)距離用戶得到更多的功率，需減小輸電線上的功率損失，根據(jù)輸電線上的功率損失△P＝I2r，可以減小輸電線的電阻r，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD、輸電線上的電流為，也可以通過提高輸電電壓，減小輸送電流，即提高，這樣使線圈n3兩端電壓變大，為使用戶的用電器正常工作需要適當(dāng)降低，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選：BC。
【點(diǎn)評(píng)】理想變壓器的輸入與輸出功率相等，當(dāng)電線上電阻的電壓越大時(shí)，用戶得到的電壓則越少；所以要通過升壓變壓器將電壓提高，從而實(shí)現(xiàn)降低電壓損失。
30．（2020春?集寧區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為某一輸電示意圖，電廠的發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓U1＝500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2＝1：20，輸電線電阻為40Ω，用戶需要的電壓U4＝220V，變壓器均為理想變壓器。則（ ）
A．輸電線上的輸送電流為250A
B．輸電線上損失的電壓為280V
C．輸電線上損失的電功率為4kW
D．降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n4＝480：11
【分析】根據(jù)原副線圈電壓和匝數(shù)成正比求出U2，根據(jù)P＝UI求出輸電電流，根據(jù)U＝IR，P＝UI分別求出輸電線上損耗的電壓和電功率，根據(jù)輸電線上的電壓關(guān)系求出U3，再根據(jù)匝數(shù)和電壓的關(guān)系求出匝數(shù)比。
【解答】解：A．根據(jù)知，U2＝20U1＝10000V，所以輸電線上的電流為，故A錯(cuò)誤；
B．輸電線上損耗的電壓為△U＝I線?R線＝10×40＝400V，故B錯(cuò)誤；
C．輸電線上損耗的功率為，故C正確；
D．因?yàn)閁3＝U2﹣△U＝9600V，所，故D正確；
故選：CD。
【點(diǎn)評(píng)】解決該題需明確知道變壓器中原副線圈的電壓、電流和電功率的關(guān)系，知道輸電線上的電流的求解方法。