专题3.5 远距离输电-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（原卷版）

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专题 3.5 远距离输电

【人教版】

【题型 1 动态分析问题】..................................................................................................................

【题型 2 定量计算问题】..................................................................................................................

【题型 3 综合问题】..........................................................................................................................

【题型 4 对比问题】..........................................................................................................................

【题型 1 动态分析问题】

【例 1】如图所示交流发电机的输出电压 U1 一定，通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压

器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为 R。T1的输入电压和输入功率分别为 U1和P1，它

的输出电压和输出功率分别为 U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为 U3和P3，它的输

出电压和输出功率分别为 U4和P4。下列说法正确的是(　 )

A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小

B．当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小

C．输电线上损失的功率为 ΔP＝

D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比

【变式 1-1】[多选]如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器

原、副线圈匝数比为 1∶100，其输入电压变化规律如图乙所示，远距离输电线的总电阻为

100 Ω。降压变压器副线圈电路部分为一火警报警系统原理图，其中 R1为一定值电阻，R2

为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表 V显示加在报警器

上的电压(报警器未画出)。未出现火警时，升压变压器的输入功率为 750 kW。下列说法中

正确的有(　　)

A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为 50 Hz

B．远距离输电线路损耗的功率为 180 kW

C．当传感器 R2所在处出现火警时，电压表 V的示数变大

D．当传感器 R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大

【变式 1-2】如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出电压恒定，输电线路的

电阻不变，当用电高峰到来时(　　)

A．输电线上损耗的功率减小

B．电压表 V1的示数减小，电流表 A1增大

C．电压表 V2的示数增大，电流表 A2减小

D．用户功率与发电厂输出功率的比值减小

【变式 1-3】(多选)某同学模拟“远距离输电”电路，将实验室提供的器材连接成了如图所

示电路．A、B为理想变压器，灯 L1、L2相同且阻值不变，输电线路等效电阻为 R.现保持 A

的输入电压不变，当开关 S断开时，灯 L1正常发光，则(　　)

A．仅闭合 S，L1变暗

B．仅闭合 S，输电线路的发热功率变小

C．仅将滑片 P上移，L1变亮

D．仅将滑片 P上移，输电线路的发热功率变小

【题型 2 定量计算问题】

【例 2】(多选)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为 1∶3，输入

电压为 7.5 V 的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为 r，负载 R的阻值为 10 Ω。

开关 S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为 2∶1，R上的功率为 10 W；接 2时，匝数

比为 1∶2，R上的功率为 P。以下判断正确的是(　 )

A．r＝10 Ω B．r＝5 Ω

C．P＝45 W D．P＝22.5 W

【变式 2-1】如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 P＝100 kW，发电机的电压 U1＝

250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电

压降为 U4＝220 V。已知输电线上损失的功率 P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，

下列说法正确的是(　 )

A．发电机输出的电流 I1＝40 A

B．输电线上的电流 I线＝625 A

C．降压变压器的匝数比 n3∶n4＝190∶11

D．用户得到的电流 I4＝455 A

【变式 2-2】(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌

握并实际应用了特高压输电技术。假设从 A处采用 550 kV 的超高压向 B处输电，输电线上

损耗的电功率为 ΔP，到达 B处时电压下降了 ΔU。在保持 A处输送的电功率和输电线电阻

都不变的条件下，改用 1 100 kV 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 ΔP′，到达 B

处时电压下降了 ΔU′。不考虑其他因素的影响，则(　 )

A．ΔP′＝ΔP B．ΔP′＝ΔP

C．ΔU′＝ΔU D．ΔU′＝ΔU

【变式 2-3】为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图

所示，发电机的矩形线框处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框

面积，匝数匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以一定的角速

度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈匝数之比为 1：20，

降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻，变压器均

为理想变压器。当发电机输出功率时，电压表的示数为 250V，额定电压为

220V 的医疗设备正常工作。求：

（1）线圈转动角速度大小；

（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。

【题型 3 综合问题】

【例 3】如图所示为某小型发电站高压输电示意图.升压变压器原、副线圈两端的电压分别

为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和 .在输电线路的起始端接入两

个互感器，二者原、副线圈的匝数比分别为 10:1 和1:10，各互感器和电表均为理想元件，

则下列说法正确的是( )

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