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）（解析版）

3.0 cande 2025-05-09 18 4 767.83KB 11 页 3知币

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

解析：选D　交流发电机的输出电压 U1一定，匝数不变，根据＝，知 U2不变，故 A错误；

当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即 P3变大，故 B错误；

输电线上损失的功率为 ΔP＝2R，故 C错误；输送功率一定时，根据 P＝UI 和P损＝I2R知，

要减小线路的损耗，应增大输送电压，又 U1一定，根据＝知，应增大升压变压器的匝数比，

U3＝U2－I2R，U2增大，I2减小，所以 U3增大，用户电压 U4不变，根据＝知，应增大降压

变压器的匝数比，故 D正确。第3讲　电磁振荡与电磁波

【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

解析：选AD　由题图乙知交流电的周期为 0.02 s，所以频率为 50 Hz，A正确；由题图乙

知升压变压器输入端电压有效值为 250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为 25 000

V，所以输电线中的电流 I＝＝30 A，输电线损失的电压 ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，输

电线路损耗功率 ΔP＝ΔU·I＝90 kW，B错误；当传感器 R2所在处出现火警时，其阻值减

小，可以认为降压变压器副线圈两端电压不变，降压变压器副线圈中电流增大，定值电阻

所分电压增大，所以电压表 V的示数变小，C错误；降压变压器副线圈电流增大，根据电

流与匝数成反比知，输电线上的电流变大，D正确。

【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

解析：选D　当用电高峰到来时，用户消耗的功率变大，则电流表 A2读数变大，输电线上

的电流变大，输电线上损耗的功率变大，选项 A错误；电流表 A1增大，因为发电厂的输出

电压恒定，则升压变压器的次级线圈电压不变，即电压表 V1的示数不变，选项 B错误；输

电线上的电压损失变大，故降压变压器的初级线圈电压减小，降压变压器次级线圈电压也

减小，即电压表 V2的示数减小，选项 C错误；用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例

＝1－＝1－，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，U1不变，所以用户消耗的功率

占发电厂输出总功率的比例减小，故 D正确。

【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

解析　仅闭合 S，则消耗功率增大，B副线圈中电流增大，B原线圈电流也增大，则 R上损

失的电压和功率增大，则 B输入电压 UB1＝UA2－IR 减小，灯泡 L1两端电压 UB2减小，故灯

泡L1会变暗，故 A正确，B错误；仅将滑片 P上移，A副线圈匝数减小，则 A的输出电压

减小，B的输入电压减小，灯泡 L1两端电压也减小，故 L1变暗，消耗功率减小，流过灯泡

L1的电流减小，则 B原线圈中电流减小，流过 R的电流减小，输电线路的发热功率变小，

故C错误，D正确．

答案　AD

【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

[解析]　开关 S接1时，＝，＝，＝，P1＝＝I42R＝10 W，且 U2－U3＝I3r，代入数据解得：

r＝5 Ω，故 A错误，B正确；开关 S接2时，＝，＝，P＝，U2－U3′＝I3′r，U4′＝

I4′R，代入数据解得：P＝22.5 W, 故C错误，D正确。

[答案]　BD

【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(　 )

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