电能的输送_章节学习

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题型：填空题

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填空题

从甲地通过某输电线向乙地输送1.0×105kW电功率，如果用5.5×103V电压送电，输电线上损失的电功率为4.0×102kW；如果改用1.1×105V电压送电，输电线上损失的电功率为______kW，若要求两次损失的电功率相同，则两次所用导线的横截面积之比为S1：S2=______．

正确答案

1

400：1

解析

解：根据P损=I2R得出输电线上损失的功率与电流的平方成正比，由P=UI知后来的电流为原来电流的0.05倍，所以损失的功率为1kW；

若要求两次损失的电功率相同，则低压输电时的电阻应该为高压输电时的倍，由R=知S1：S2=400：1

故答案为：1，400：1

1

题型：简答题

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简答题

如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）．对整个送电过程，求

（1）输电线上的电流

（2）输电电压

（3）升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比．

正确答案

解：（1）用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损=0.6%P，即：

=50×103×0.6% W=300 W．

输电电流为：I==A=10 A．

故输电线上的电流为10A．

（2）发电站升压后输电电压为：U== V=5 000 V，

（3）升压变压器匝数比为：=，

输电线上损失的电压为：U′=I•R=10×3 V=30 V．

到达用户输入变压器电压为：U2=U-U′=（5 000-30）V=4 970 V，

降压变化器的匝数比：===

答：（1）输电线上的电流为10A；

（2）输电电压为5000V

（3）升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比1：10，497：22．

解析

解：（1）用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损=0.6%P，即：

=50×103×0.6% W=300 W．

输电电流为：I==A=10 A．

故输电线上的电流为10A．

（2）发电站升压后输电电压为：U== V=5 000 V，

（3）升压变压器匝数比为：=，

输电线上损失的电压为：U′=I•R=10×3 V=30 V．

到达用户输入变压器电压为：U2=U-U′=（5 000-30）V=4 970 V，

降压变化器的匝数比：===

答：（1）输电线上的电流为10A；

（2）输电电压为5000V

（3）升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比1：10，497：22．

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题型：填空题

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填空题

一小型发电机输出功率为50kW，输出电压为250V．现用一台升压变压器使其升压后向远距离输电，输电线上损失电功率为总功率的6%，变压器是理想的．输电线上总电阻为30Ω．那么输电线上损失的电压为______V，升压变压器原、副线圈匝数比为______．

正确答案

300

1：20

解析

解：①由题意：P损=0.6%P，

又：，

输电线上损失的电压为：

．

②由P损=I2R=50×103×6%W=3000W，

解得：

，

发电站升压后输电电压：

，

升压变压器匝数比：

．

故答案为：300；1：20．

1

题型：多选题

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多选题

为了减少输电线路中电能损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后进行远距离输送，再经变电所降压．某变电所将电压u0=11000sin100πt（V）的交流电降为220V供居民小区用电，则变电所变压器（　　）

A原、副线圈匝数比为50：1

B副线圈中电流的频率是50Hz

C输入电压的最大值为11000V

D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

正确答案

A,B

解析

解：A、降压变压器输入电压的最大值为11000V，则有效值为11000V，则：．故A正确．

B、交流电的频率f==50Hz，经过变压器后，交流电的频率不变．故B正确．

C、输入电压的最大值为11000V，故C错误

D、副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和，而原副线圈的电流不等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和．故D错误．

故选：AB

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题型：简答题

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简答题

有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V 40W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求：

（1）输电线上的电流是多少？

（2）发电机输出功率多大？

（3）发电机电动势多大？

（4）输电效率是多少？

（5）电源的输出效率是多少？

正确答案

解：（1）根据题意，所有灯都正常工作，它们的总功率为：P4=22×6×40 W=5280W

总电流为：I4==A=24A

由=得两个变压器之间输电线上的电流为：I3==×24A=6A

（2）输电线上损耗的电功率：PR=I32R=62×4W=144 W．

升压变压器的输出功率为：P2=PR+P3=5424W，

而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率：P出=P1=P2=5424W．

（3）降压变压器上的输入电压：U3==4U4=4×220V=880V

输电线上的电压损失为：UR=I3R=24V

因此升压变压器的输出电压为：U2=UR+U3=904V

升压变压器的输入电压为：U1==904V=226V

升压变压器的输入电流为：I1==4I2=24A

故发电机的电动势：E=U1+I1r=226V+24×1V=250V

（3）输电效率为 η=×100%=×100%≈97.3%．

（5）若使用灯数减半且正常发光，P4′′=2640W，此时输电线上的电流：

I3′==A=3A

故此时发电机输出功率：P出′=P4′′+I3′2R=2640+32×4=2676W．

则==0.49

答：（1）输电线上的电流是6A；

（2）发电机的输出功率为5424W．

（3）发电机的电动势为250V．

（4）输电效率是97.3%．

（5）若每个教室使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率小于一半．

解析

解：（1）根据题意，所有灯都正常工作，它们的总功率为：P4=22×6×40 W=5280W

总电流为：I4==A=24A

由=得两个变压器之间输电线上的电流为：I3==×24A=6A

（2）输电线上损耗的电功率：PR=I32R=62×4W=144 W．

升压变压器的输出功率为：P2=PR+P3=5424W，

而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率：P出=P1=P2=5424W．

（3）降压变压器上的输入电压：U3==4U4=4×220V=880V

输电线上的电压损失为：UR=I3R=24V

因此升压变压器的输出电压为：U2=UR+U3=904V

升压变压器的输入电压为：U1==904V=226V

升压变压器的输入电流为：I1==4I2=24A

故发电机的电动势：E=U1+I1r=226V+24×1V=250V

（3）输电效率为 η=×100%=×100%≈97.3%．

（5）若使用灯数减半且正常发光，P4′′=2640W，此时输电线上的电流：

I3′==A=3A

故此时发电机输出功率：P出′=P4′′+I3′2R=2640+32×4=2676W．

则==0.49

答：（1）输电线上的电流是6A；

（2）发电机的输出功率为5424W．

（3）发电机的电动势为250V．

（4）输电效率是97.3%．

（5）若每个教室使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率小于一半．

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题型：多选题

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多选题

某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106 kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　）

A输电线上输送的电流大小为2.0×105 A

B输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV

C若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW

D输电线上损失的功率为，P为输电功率，U为输电电压，r为输电线的电阻

正确答案

B,D

解析

解：A、根据P=UI知，输电线上的输送电流I===6000A．故A错误．

B、输电线上损失的电压△U=IR=6000×2.5V=15000V=15kV．故B正确．

C、若改用5kV电压输电，则输送电流I===6×105A，则损失的功率P损=I2R=36×1010×2.5=9×1011W=9×108 kW＞P，违背能量守恒定律．故C错误．

D、输电线上损失的功率为P为输电功率，U为输电电压，r为输电线上的电阻；故D正确．

故选：BD．

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题型：填空题

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填空题

用1万伏高压输送100kW的电功率，在输电线上损失2%的电功率，则输电线的电阻是______Ω，如果把输送电压降低一半，则输电线上损失功率将占输送功率的______．

正确答案

20

8%

解析

解：由P=UI得：

输电线中的电流 I==A=10A

由题意得：P损=2%P

又式P损=I2R，得：

输电线的电阻 R==20（Ω）

如果把输送电压降低一半，由I=和P损=I2R，知输电线上损失功率将为原来的4倍，即输送功率的8%．

故答案为：20、8%．

1

题型：单选题

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单选题

（2015秋•昆明校级月考）某电站的输电电压为U，输电过程可简化为两个过程：发电站的输出电压U1先经过升压变压器升压到U，输送到达目的地后再经过降压变压器将电压降低到U2，已知输电线的总电阻为R，则下列说法中正确的是（　　）

A升压变压器的原副线圈匝数之比为

B降压变压器的原副线圈匝数之比为

C输电线上损失的功率P=

D若U1保持不变，用电器增加时，U2将变大

正确答案

A

解析

解：A、由理想变压器的规律可知，，故A正确；

B、因输电线电阻，导致降压变压器原线圈的电压小于U，故B错误；

C、输电线上损失的功率，故C错误；

D、当用电器增加时，总功率增大，输电线的电流增大，损失的电压增大，U2将变小，故D错误；

故选：A．

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题型：填空题

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填空题

远距离输送交流电都采用高电压输电，我国正在研究比330kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是可减小输电线上能量损失，则在输入功率不变时，使输电电压提高为原来的10倍，输电线上损失的电能将降为原来的______．

正确答案

0.01

解析

解：根据P=UI知，输电电压提高为原来的10倍，则输电电流变为原来的，

根据知，损失功率变为原来的0.01倍，则损失的电能降为原来的0.01倍．

故答案为：0.01．

1

题型：单选题

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单选题

在如图所示的远距离输电电路中，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，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　）

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输送功率的比例减小

正确答案

C

解析

解：A、由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误．

B、由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P=UI可输电线上的电流I线增大，根据U损=I线R，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3=U2-U损可得，降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故B错．

C、根据，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故C正确．

D、根据η=，发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大．故D错误．

故选：C．

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