十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题54 远距离输电（含解析）

这是一份十年(14-23)高考物理真题分项汇编专题54 远距离输电（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。

1．（2023·山东·统考高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）

A．发电机的输出电流为368AB．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kWD．升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【解析】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
SKIPIF 1 < 0
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
SKIPIF 1 < 0
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据 SKIPIF 1 < 0 ，解得
SKIPIF 1 < 0
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
2．（2023·浙江·统考高考真题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（ ）
A．送电端先升压再整流B．用户端先降压再变交流
C．1100kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定
【答案】A
【解析】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交流再降压，故A正确，B错误；
C．1100kV指的是交流电的有效值，故C错误；
D．输电的功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D错误。
故选A。
3．（2020·浙江·统考高考真题）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 SKIPIF 1 < 0 ，发电机的电压 SKIPIF 1 < 0 ，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 SKIPIF 1 < 0 ，在用户端用降压变压器把电压降为 SKIPIF 1 < 0 。已知输电线上损失的功率 SKIPIF 1 < 0 ，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 SKIPIF 1 < 0
B．输电线上的电流 SKIPIF 1 < 0
C．降压变压器的匝数比 SKIPIF 1 < 0
D．用户得到的电流 SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】A．根据电功率公式
SKIPIF 1 < 0
发电机输出电流
SKIPIF 1 < 0
A错误；
B．输电线上损失功率 SKIPIF 1 < 0 ，由
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．降压变压器原副线圈得到的功率为
P4=P-P线=95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
SKIPIF 1 < 0
C正确；
D．用户得到的功率为 SKIPIF 1 < 0 ，用户得到的电流
SKIPIF 1 < 0
D错误。
故选C。
4．（2014·四川·高考真题）如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小
【答案】D
【解析】A．由题图乙知交变电流的周期为 SKIPIF 1 < 0 s，则频率为
SKIPIF 1 < 0 Hz
故A错误；
B．发电机输出的最大电压为500V，故B错误；
C．输电线的电流由负载决定，故C错误；
D．当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率 SKIPIF 1 < 0 减小，故D正确。
故选D。
5．（2020·江苏·统考高考真题）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（ ）
A．是一种降压变压器
B．能测量直流电路的电流
C．原、副线圈电流的频率不同
D．副线圈的电流小于原线圈的电流
【答案】D
【解析】A．原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，A选项错误。
B． 电流互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象，只可以测量交变电流，B选项错误。
C． 电流互感器不会改变电流的频率，只改变电流，故原、副线圈电流的频率相同。C选项错误。
D．原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，副线圈的电流小于原线圈的电流。D正确。
故选D。
6．（2020·浙江·高考真题）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为 SKIPIF 1 < 0 ，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为 SKIPIF 1 < 0 ，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】根据理想变压器的电压和电流规律：
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
解得甲图中高压线电压为
SKIPIF 1 < 0
乙图中高压线电流为
SKIPIF 1 < 0
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．（2016·江苏·高考真题）一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中( )
A．U2>U1，U2降低
B．U2>U1，U2升高
C．U2D．U2【答案】C
【解析】设a、b两端所接线圈匝数为n1，c、d两端所接线圈匝数为n2，根据理想变压器变压规律有
SKIPIF 1 < 0
因为
SKIPIF 1 < 0
所以
SKIPIF 1 < 0
将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中，n1不变，n2减小，所以U2降低。
综上所述故选C。
8．（2018·全国·统考期末）图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2 。在T的原线圈两端接入一电压 SKIPIF 1 < 0 的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】由题意可知
SKIPIF 1 < 0
则加在原线圈上的电压
SKIPIF 1 < 0
根据变压器原、副线圈上的电压比与匝数比关系
SKIPIF 1 < 0
所以
SKIPIF 1 < 0
根据
SKIPIF 1 < 0
可得输电线上的电流
SKIPIF 1 < 0
输电线上消耗的功率
SKIPIF 1 < 0
ABD错误，C正确。
故选C。
9．（2018·江苏·高考真题）采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的 SKIPIF 1 < 0 ，输电电压应变为（ ）
A．55 kVB．110 kVC．440 kVD．880 kV
【答案】C
【解析】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力．当输电功率P=UI，U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损=I2R，R为输电线路的电阻，即P损= SKIPIF 1 < 0 ．当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的 SKIPIF 1 < 0 ，则输电电压为原来的2倍，即440V，故选项C正确．
点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率P损=I2R解题．
10．（2014·浙江·高考真题）如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）
A．用户端的电压为 SKIPIF 1 < 0
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1U
【答案】A
【解析】A．由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则根据理想变压器原副线圈功率相等
U1I1=U2I2
得
SKIPIF 1 < 0
故A正确；
B．输电线上损失的电压为
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
CD．理想变压器的输入功率为U1I1，等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是I12r，故CD错误。
故选A。
二、多选题
11．（2022·福建·高考真题）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为 SKIPIF 1 < 0 ，定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ，小灯泡 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的规格均为“ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ”，理想变压器 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 一样亮B． SKIPIF 1 < 0 比 SKIPIF 1 < 0 更亮
C． SKIPIF 1 < 0 上消耗的功率比 SKIPIF 1 < 0 的大D． SKIPIF 1 < 0 上消耗的功率比 SKIPIF 1 < 0 的小
【答案】BC
【解析】若开关接cd端，则若电源电压为 SKIPIF 1 < 0 ，理想变压器 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的匝数比为
SKIPIF 1 < 0
用户电阻为 SKIPIF 1 < 0 ，输电线电阻为 SKIPIF 1 < 0 ，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压
SKIPIF 1 < 0
降压变压器初级电压
SKIPIF 1 < 0
降压变压器次级电压
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
可得输电功率为
SKIPIF 1 < 0
输电线上损耗的电功率为
SKIPIF 1 < 0
用户得到的电功率为
SKIPIF 1 < 0
若开关接ab端，则负载得到的功率
SKIPIF 1 < 0
输电线上损耗的电功率为
SKIPIF 1 < 0
将 SKIPIF 1 < 0 ， SKIPIF 1 < 0 ，k=3带入可知
可得
SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 比 SKIPIF 1 < 0 更亮；
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 上消耗的功率比 SKIPIF 1 < 0 的大。
故选BC。
12．（2021·山东·高考真题）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 SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 。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 SKIPIF 1 < 0 ；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． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【解析】当开关S接1时，左侧变压器次级电压
U2=3×7.5V=22.5V
电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压
SKIPIF 1 < 0
电流
SKIPIF 1 < 0
则右侧变压器初级电压
SKIPIF 1 < 0
电流
SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知
SKIPIF 1 < 0
解得
I=3A
则R上的功率
SKIPIF 1 < 0
故选BD。
13．（2020·全国·统考高考真题）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∆P，到达B处时电压下降了∆U。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∆P′，到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则（ ）
A．∆P′= SKIPIF 1 < 0 ∆PB．∆P′= SKIPIF 1 < 0 ∆PC．∆U′= SKIPIF 1 < 0 ∆UD．∆U′= SKIPIF 1 < 0 ∆U
【答案】AD
【解析】输电线上损失的功率
ΔP＝( SKIPIF 1 < 0 )2·r
损失的电压
ΔU＝ SKIPIF 1 < 0 ·r
当输送电压变为原来的2倍，损失的功率变为原来的 SKIPIF 1 < 0 ，即
ΔP′＝ SKIPIF 1 < 0 ΔP
损失的电压变为原来的 SKIPIF 1 < 0 ，即
ΔU′＝ SKIPIF 1 < 0 ΔU
故选AD。