高考物理二輪復(fù)習(xí)專項訓(xùn)練模型68電能輸送模型（解析版）

模型68電能輸送模型1．（2023年6月高考浙江選考科目）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）A．送電端先升壓再整流B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值D．輸電功率由送電端電壓決定【參考答案】A【名師解析】由于只有交流電才能通過變壓器變壓，所以送電端先升壓在整流，用戶端先變交流電在降壓，A正確B錯誤；特高壓輸電1100kV是指直流電壓，C錯誤；輸電功率由用戶端電壓決定，D錯誤。2.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.發(fā)電機的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：44【參考答案】C【名師解析】由題知，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有SKIPIF1<0，A錯誤；由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有SKIPIF1<0，P′=U4I4聯(lián)立解得：I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I(xiàn)3R=11500V再根據(jù)SKIPIF1<0，解得SKIPIF1<0，BD錯誤；根據(jù)理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數(shù)據(jù)有P儲=408kW，C正確。3.（2022天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（）A.R發(fā)熱功率不變 B.電壓表的示數(shù)不變C.電流表SKIPIF1<0的示數(shù)變大 D.電流表SKIPIF1<0的示數(shù)變小【參考答案】BC【命題意圖】本題考查變壓器、動態(tài)電路及其相關(guān)知識點。【名師解析】閉合開關(guān)S后，負(fù)載電阻減小，匝數(shù)為SKIPIF1<0的線圈輸出功率變大，匝數(shù)為SKIPIF1<0的線圈輸入功率也變大，a、b兩端電壓有效值不變，由SKIPIF1<0可知電流表SKIPIF1<0的示數(shù)變大，根據(jù)SKIPIF1<0因SKIPIF1<0比值不變，SKIPIF1<0變大，SKIPIF1<0變大，因此，R的發(fā)熱功率變大，故A錯誤，C正確；根據(jù)理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比SKIPIF1<0可知輸出電壓SKIPIF1<0不變，電壓表的示數(shù)不變，故B正確；根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0由于匝數(shù)均保持不變，SKIPIF1<0增大，所以SKIPIF1<0、SKIPIF1<0增大，故電流表SKIPIF1<0的示數(shù)變大，故D錯誤。4.（2022新高考福建卷）某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠(yuǎn)距離輸電．圖中交流電源電壓為SKIPIF1<0，定值電阻SKIPIF1<0，小燈泡SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的規(guī)格均為“SKIPIF1<0SKIPIF1<0”，理想變壓器SKIPIF1<0、SKIPIF1<0原副線圈的匝數(shù)比分別為1∶3和3∶1．分別接通電路Ⅰ和電路Ⅱ，兩電路都穩(wěn)定工作時，（）A.SKIPIF1<0與SKIPIF1<0一樣亮 B.SKIPIF1<0比SKIPIF1<0更亮C.SKIPIF1<0上消耗的功率比SKIPIF1<0的大 D.SKIPIF1<0上消耗的功率比SKIPIF1<0的小【參考答案】BC【命題意圖】此題考查遠(yuǎn)距離電能輸送、變壓器、電功率及其相關(guān)知識點?！久麕熃馕觥咳糸_關(guān)接cd端，則若電源電壓為SKIPIF1<0，理想變壓器SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的匝數(shù)比為SKIPIF1<0用戶電阻為SKIPIF1<0，輸電線電阻為SKIPIF1<0，由變壓器工作原理和歐姆定律。升壓變壓器次級電壓SKIPIF1<0降壓變壓器初級電壓SKIPIF1<0降壓變壓器次級電壓SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0可得輸電功率為SKIPIF1<0輸電線上損耗的電功率為SKIPIF1<0用戶得到的電功率為SKIPIF1<0若開關(guān)接ab端，則負(fù)載得到的功率SKIPIF1<0輸電線上損耗的電功率為SKIPIF1<0將SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，k=3帶入可知可得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0比SKIPIF1<0更亮；SKIPIF1<0SKIPIF1<0上消耗的功率比SKIPIF1<0的大。故選BC。5.（2023高考天津卷）下圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器SKIPIF1<0和降壓變壓器SKIPIF1<0都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有（）A.SKIPIF1<0輸出電壓與SKIPIF1<0輸入電壓相等B.SKIPIF1<0輸出功率大于SKIPIF1<0輸入功率C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D.若用戶接入的用電器增多，則SKIPIF1<0輸出功率降低【參考答案】B【名師解析】由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會損失功率，故SKIPIF1<0輸出功率大于SKIPIF1<0輸入功率；SKIPIF1<0輸出電壓大于SKIPIF1<0輸入電壓，故A錯誤，B正確；由于輸入電壓不變，所以變壓器SKIPIF1<0的輸出變壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小，則電流變大，根據(jù)SKIPIF1<0可知R功率增大；故C錯誤；用戶接入電路的用電器越多，用電器消耗功率增大，即SKIPIF1<0輸出功率增大，故D錯誤。最新模擬題1．(2024廣東七校第一次聯(lián)考)在我國北方部分地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)低溫雨雪冰凍天氣，高壓輸電線因結(jié)冰而造成嚴(yán)重?fù)p毀，如圖所示。為消除高壓輸電線上的冰凌，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為SKIPIF1<0；若輸電功率和輸電線電阻不變，除冰時，需要輸電線上熱耗功率為SKIPIF1<0，則除冰時（）A．輸電電流為SKIPIF1<0 B．輸電電流為9IC．輸電電壓為3U D．輸電電壓為SKIPIF1<0【參考答案】D【名師解析】根據(jù)△P=I2r，導(dǎo)線上的熱損失功率變?yōu)樵瓉淼?倍，電流應(yīng)增加為原來的3倍，即為3I；由P=UI知，則輸送電壓變?yōu)镾KIPIF1<0。故選D。2.(2024長春重點高中質(zhì)檢)某電站不用變壓器直接向用戶輸送電能，若輸電功率為P，輸電電壓為U，輸電線電阻為R，用戶得到的電壓為SKIPIF1<0，則下列說法中正確的是（）A.用戶得到的功率為P B.輸電線上損失電功率為SKIPIF1<0C.用戶得到的功率為SKIPIF1<0 D.輸電線上損失電壓為SKIPIF1<0【參考答案】BD【名師解析】輸電線上的電流為SKIPIF1<0，故損失電壓為SKIPIF1<0用戶得到的功率為SKIPIF1<0AC錯誤；輸電線上損失電功率為SKIPIF1<0B正確；輸電線上的電流為SKIPIF1<0，故損失電壓為SKIPIF1<0D正確3.(2023安徽六安三校聯(lián)考)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖（匝數(shù)如圖），升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器，輸電線的電阻為r=20Ω，發(fā)電廠的發(fā)電機輸出電壓為500V，輸出功率為50kW，輸電線損耗的功率是輸送功率的4%，用電設(shè)備得到的電壓為220V，則（）A.SKIPIF1<0B.SKIPIF1<0C.發(fā)電機的輸出電壓不變，輸出功率變小，則輸電線上損耗的功率與輸送功率的比值變大D.發(fā)電機的輸出功率不變，輸出電壓變小，則輸電線上損耗的功率與輸送功率的比值變大【參考答案】AD【名師解析】由題意知，輸電線損耗的功率P損=50kW×0.04=2000W則輸送電流I2=SKIPIF1<0=10A發(fā)電機輸出的電流I1=SKIPIF1<0=100A因此SKIPIF1<0選項A正確；根據(jù)變壓比可知，輸送電壓為U2=5000V，輸電線上損失的電壓U損=I2r=200V因此降壓變壓器輸入電壓U3=U2-U損=4800V則SKIPIF1<0選項B錯誤；輸送電流SKIPIF1<0則輸電線上損耗的功率與輸送功率的比值為SKIPIF1<0即發(fā)電機的輸出電壓不變，輸出功率變小，則輸電線上損耗的功率與輸送功率的比值變?。话l(fā)電機的輸出功率不變，輸出電壓變小，則輸電線上損耗的功率與輸送功率的比值變大，則選項C錯誤，D項正確。。4．(2023山東泰安模擬).如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個互感器，兩互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為200:1和1:20，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為4A，輸電線路總電阻r=20Ω，則下列說法正確的是（）A.甲是電流互感器，乙是電壓互感器B.線路上損耗的功率為320WC.用戶得到的電功率為3392kWD.用電設(shè)備增多，降壓變壓器輸出電壓U4變大【參考答案】C【名師解析】互感器甲的原線圈并聯(lián)在升壓變壓器副線圈兩端，是電壓互感器，互感器乙的原線圈串聯(lián)在輸電線電路中，是電流互感器，故A錯誤；電流表的示數(shù)為SKIPIF1<0，電流互感器乙原、副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，可知輸電線上的電流為I2=80A，輸電線路總電阻SKIPIF1<0，則有輸電線路上損耗的功率為SKIPIF1<0故B錯誤；電壓表的示數(shù)為SKIPIF1<0，電壓互感器A的原、副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，可知升壓變壓器副線圈兩端電壓為U2=44000V，則升壓變壓器的輸出功率為SKIPIF1<0則有升壓變壓器的輸入功率為3520kW，用戶得到的功率為3392kW，故C正確；用電設(shè)備增多，降壓變壓器副線圈回路的電流增大，則輸電線上的電流增大，輸電線上的電壓降增大，降壓變壓器的輸入電壓U3變小，降壓變壓器輸出電壓U4變小，D錯誤。5.（2023遼寧教研聯(lián)盟二模）有一臺內(nèi)阻為1n的發(fā)電機，給一個學(xué)校照明供電，如圖所示，T1、T2分別為理想的升壓變壓器和降壓變壓器，升壓變壓器匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器匝數(shù)比為4：1，T1與T2之間輸電線的總電阻為10Ω。全校共有22個班，每班有220V、40W的日光燈6只，若保證燈管全部正常發(fā)光，則（）A.輸電線上的電流為8AB.輸電線上的損失電壓為240VC.發(fā)電機的電動勢為259VD.發(fā)電機的輸出功率為5280W【參考答案】C【名師解析】22個班電燈都正常工作時，則干路的總電流為SKIPIF1<0理想變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比，故輸電線上的電流為SKIPIF1<0，A錯誤；輸電線上損失的電壓為SKIPIF1<0，B錯誤；理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)成正比，可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0的原線圈兩端的電壓為SKIPIF1<0故SKIPIF1<0的副線圈兩端的電壓為SKIPIF1<0SKIPIF1<0原線圈兩端的電壓為SKIPIF1<0SKIPIF1<0的原線圈的電流為SKIPIF1<0根據(jù)閉合電路的歐姆定律，發(fā)電機電動勢SKIPIF1<0，C正確；發(fā)電機輸出功率為SKIPIF1<0，D錯誤。。6.（2023福建南平政和一中質(zhì)檢）如圖，利用理想變壓器進行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當(dāng)用電高峰到來時（）A.輸電線上損失的功率增大B.電壓表V1的示數(shù)減小，電流表A1的示數(shù)增大C.電壓表V2的示數(shù)增大，電流表A2的示數(shù)減小D.用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小【參考答案】AD【名師解析】當(dāng)用電高峰到來時，用戶消耗的功率變大，則降壓變壓器副線圈的電流變大，即電流表A2的示數(shù)變大，由于匝數(shù)比不變，輸電線上的電流I隨之變大，A1的示數(shù)增大，輸電線上損失的功率SKIPIF1<0變大，A正確；因發(fā)電廠的輸出電壓U1恒定，則升壓變壓器的副線圈兩端的電壓U2不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，故B錯誤；輸電線上的電壓損失SKIPIF1<0，變大，故降壓器原線圈兩端的電壓減小，副線圈兩端的電壓也減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，C錯誤；設(shè)電廠輸出功率為P，輸電線上電流為I，用戶消耗的功率與發(fā)電廠輸出功率的比值SKIPIF1<0＝SKIPIF1<0＝SKIPIF1<0因為輸電線上的電流I增大，則電壓損失SKIPIF1<0增大，U2不變，所以用戶消耗的功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小，D正確。7.（2023重慶信息聯(lián)考卷3）如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，遠(yuǎn)距離輸電要采用高壓輸電，輸電電壓330kV、550kV乃至750kV的線路，稱為超高壓輸電線路，輸電交流電壓為1000kV（直流電壓為SKIPIF1<0）及以上的線路，稱為特高壓輸電線路．我國已實現(xiàn)大功率的遠(yuǎn)距離輸電，構(gòu)建了大規(guī)模“西電東送”“北電南送”的能源配置格局，2018年，我國開始建造世界上容量最大的特高壓多端直流輸電工程．下列說法正確的是（）A.遠(yuǎn)距離輸電的輸送電壓指升壓變壓器原線圈端電壓B.遠(yuǎn)距離輸電的輸送電壓可以無限制地提高C.遠(yuǎn)距離輸電的輸送電流指一次高壓變電站副線圈的電流D.特高壓遠(yuǎn)距離輸電可以采用交、直流結(jié)合的方式輸電【參考答案】D【名師解析】遠(yuǎn)距離輸電的輸送電壓指升壓變壓器副線圈端電壓，故A錯誤；不能無限制提高電壓，電壓越高對輸電線路絕緣的要求越高，線路修建費用越高，故B錯誤；遠(yuǎn)距離輸電的輸送電流指二次高壓變電站副線圈的電流，故C錯誤；為了增加輸電效率，特高壓遠(yuǎn)距離輸電可以采用交、直流結(jié)合的方式輸，故D正確.8.（2023天津南開二模）“張北的風(fēng)點亮北京的燈”深刻體現(xiàn)了2022年北京冬奧會的“綠色奧運”理念。張北可再生能源示范項目，把張北的風(fēng)轉(zhuǎn)化為清潔電力，并入冀北電網(wǎng)，再輸向北京、延慶、張家口三個賽區(qū)?，F(xiàn)有一小型風(fēng)力發(fā)電機通過如圖甲所示輸電線路向北京賽區(qū)某場館1萬個額定電壓為SKIPIF1<0、額定功率為SKIPIF1<0的LED燈供電。當(dāng)發(fā)電機輸出如圖乙所示的交變電壓時，賽區(qū)的空LED燈全部可以正常工作。已知輸電導(dǎo)線損失的功率為賽區(qū)獲得總功率的4%，輸電導(dǎo)線的等效電阻為SKIPIF1<0。則下列說法正確的是（）A.風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為SKIPIF1<0B.風(fēng)力發(fā)電機SKIPIF1<0內(nèi)輸出的電能為SKIPIF1<0C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0D.升壓變壓器副線圈輸出的電壓的有效值為SKIPIF1<0【參考答案】ACD【名師解析】由圖乙可知該交流電的周期為SKIPIF1<0所以風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為SKIPIF1<0，故A正確；風(fēng)力發(fā)電機輸出功率SKIPIF1<0，故B錯誤；輸電線上損耗的功率為SKIPIF1<0由SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0降壓變壓器副線圈電流SKIPIF1<0所以降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0，故C正確；降壓變壓器原線圈電壓SKIPIF1<0輸電線上損耗的電壓為SKIPIF1<0所以升壓變壓器副線圈輸出的電壓的有效值為SKIPIF1<0，故D正確9.（2023四川成都七中二診）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機的輸出功率為100kW，輸出電壓為SKIPIF1<0，輸電導(dǎo)線的總電阻為SKIPIF1<0，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW，要使額定電壓為220V的用電器正常工作，不計變壓器損耗，則下列判斷正確的是（）A．SKIPIF1<0，用電器得到的交流電頻率為50HzB．升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0C．若用電器功率變大，則輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大D．若用電器功率變大，升壓變壓器的輸出電壓SKIPIF1<0增大【參考答案】BC【名師解析】由輸出電壓表達(dá)式可知SKIPIF1<0用戶得到的交流電頻率為SKIPIF1<0，A錯誤；升壓變壓器原線圈電流為SKIPIF1<0根據(jù)SKIPIF1<0輸電電流為SKIPIF1<0升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0升壓變壓器輸出電壓為SKIPIF1<0降壓變壓器原線圈電壓為SKIPIF1<0降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為SKIPIF1<0，B正確；若用電器功率變大，則用戶端電流變大，輸電電流變大，損失功率占總功率的比為SKIPIF1<0可知，升壓變壓器輸出電壓與發(fā)電機輸出電壓和升壓變壓器匝數(shù)比有關(guān)，則U2不變，輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大，C正確，D錯誤。。10.(2023云南昆明一中第9次質(zhì)檢)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電站發(fā)出的電通過升壓變壓器升壓，經(jīng)過電線遠(yuǎn)距離傳輸后，再通過降壓變壓器降壓后輸入用戶。已知升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0，升壓變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，用戶端連接的電燈額定功率均為SKIPIF1<0，電阻均為SKIPIF1<0，變壓器均為理想變壓器，當(dāng)用戶接入1100盞電燈時電燈均正常發(fā)光，則（）A.發(fā)電機的輸出功率為SKIPIF1<0B.遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為SKIPIF1<0C.隨著用戶