145電能輸送（原卷版）-2024高考一輪復(fù)習(xí)100考點100講

2024年高考一輪復(fù)習(xí)100考點100講第14章交變電流、傳感器、電磁波第14.5講電能輸送【知識點精講】一、電能的輸送如圖所示，若發(fā)電站輸出電功率為P，輸電電壓為U，用戶得到的電功率為P′，用戶的電壓為U′，輸電線總電阻為R。1．輸出電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(P′,U′)＝eq\f(U－U′,R)。2．電壓損失ΔU＝U－U′＝IR。3．功率損失ΔP＝P－P′＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)R。4．減少輸電線上電能損失的方法(1)減小輸電線的電阻R。由R＝ρeq\f(l,S)知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率小的材料做導(dǎo)線?！緶剀疤崾尽坎捎迷摲N方法效果有限，因為加大輸電線的橫截面積會增加材料的使用量，而且輸電線的重力增大給架設(shè)線路帶來困難。(2)減小輸電線中的電流。在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高輸電電壓。二、電壓互感器和電流互感器的比較電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在交流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫墓絜q\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2【方法歸納】分析遠距離輸電問題的三個“關(guān)鍵”1．理清三個回路2．抓住兩個聯(lián)系(1)回路1和回路2的聯(lián)系——升壓變壓器→基本關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2。(2)回路2和回路3的聯(lián)系——降壓變壓器→基本關(guān)系：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4。3．明確三個重要關(guān)聯(lián)式(聯(lián)系兩個變壓器的紐帶)(1)功率關(guān)聯(lián)式：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔUI線＝I線2R線＝eq\f(ΔU2,R線)。(2)電壓關(guān)聯(lián)式：U2＝ΔU＋U3。(3)電流關(guān)聯(lián)式：I2＝I線＝I3。【最新高考題精練】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=1：443.（2023高考天津卷）下圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器和降壓變壓器都認為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有（）A.輸出電壓與輸入電壓相等B.輸出功率大于輸入功率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，則輸出功率降低4.（2022新高考福建卷）某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠距離輸電．圖中交流電源電壓為，定值電阻，小燈泡、的規(guī)格均為“”，理想變壓器、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.與一樣亮 B.比更亮C.上消耗的功率比的大 D.上消耗的功率比的小【最新模擬題精練】1．(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2.（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。3.（2023福建南平政和一中質(zhì)檢）如圖，利用理想變壓器進行遠距離輸電，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4.（2023重慶信息聯(lián)考卷3）如圖所示是遠距離輸電的示意圖，遠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）及以上的線路，稱為特高壓輸電線路．我國已實現(xiàn)大功率的遠距離輸電，構(gòu)建了大規(guī)?！拔麟姈|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.遠距離輸電的輸送電壓指升壓變壓器原線圈端電壓B.遠距離輸電的輸送電壓可以無限制地提高C.遠距離輸電的輸送電流指一次高壓變電站副線圈的電流D.特高壓遠距離輸電可以采用交、直流結(jié)合的方式輸電5.（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)。現(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、額定功率為的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。則下列說法正確的是（）A.風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為B.風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)輸出的電能為C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為D.升壓變壓器副線圈輸出的電壓的有效值為6.（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，輸電導(dǎo)線的總電阻為，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．，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)比分別為和C．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增大。7.(2023云南昆明一中第9次質(zhì)檢)圖甲為遠距離輸電示意圖，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，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，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，電阻均為，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B.遠距離輸電線的總電阻為C.隨著用戶數(shù)量的增加，電燈的亮度會變暗D.隨著用電量的增加，損耗的電能與電站輸出的總電能之比越來越小8.（2023廣東實驗中學(xué)三模）我國是全球唯一掌握超特高壓直流輸電技術(shù)的國家。下圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)的模擬圖（只顯示變壓與傳輸部分），則以下說法正確的是（）A.題中描述的“特高壓直流輸電”，說明變壓器可以直接對直流電進行變壓作用B.變壓器在升壓過程中頻率隨著電壓的增大而升高C.在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一D.在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比可知，流過電阻的電流變小9.(2023天津一中質(zhì)檢)如圖所示為某水電站遠距離輸電的原理圖。升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為k，輸電線的總電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠輸出的電壓恒為U，若由于用戶端負載變化，使發(fā)電廠輸出功率增加了。下列說法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)增大B.電流表、的示數(shù)均增大C.輸電線上損失的電壓增加了D.輸電線上損失的功率增加了10.（2023遼寧鞍山一模）疫情期間，為保障醫(yī)院用電安全，供電部門專門為醫(yī)院ICU病房區(qū)設(shè)計供電系統(tǒng)以及輸電電路如圖所示，發(fā)電機的矩形線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中，線框面積S=0.25m2，匝數(shù)n=100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO?以3000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，其輸出端通過電刷與升壓變壓器的原線圈相連，圖中電壓表示數(shù)為250V，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為5:1，降壓變壓器的副線圈接入到病房區(qū)供電，兩變壓器間的輸電線等效電阻R=20Ω，變壓器均為理想變壓器。醫(yī)院有五間標(biāo)準(zhǔn)ICU病房，病房內(nèi)醫(yī)療設(shè)備額定工作電壓均為U=220V，每間病房的最大功率為P=4400W。當(dāng)五間病房均滿負荷工作時（）A.輸電線上損失的電壓為500VB.勻強磁場B的大小為C.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比1:6D.該供電系統(tǒng)的輸電效率為80%11.（2023遼寧大連金州高中三模）交流發(fā)電機的輸出電壓為U，采用圖示理想變壓器輸電，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為m，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n，輸電導(dǎo)線電阻為r，用戶的工作電壓為U。下列說法正確的是（）A.mn=1 B.mn>1C.輸電線上損失的功率為 D.輸電線上損失的功率為12.（2023浙江名校聯(lián)考）如圖為遠距離輸電的示意圖。升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，輸電線總電阻為R，不計升壓變壓器和降壓變壓器的各種損耗，發(fā)電廠輸出的電壓恒為U，若由于用戶端負載變化，使輸電線損失的功率增加了ΔP。下述正確的是（）A.是由于用戶端消耗的總功率減小的緣故B.電流表A1、A2的示數(shù)均增大C.電流表A1的示數(shù)必定增加了D.發(fā)電機