電能的輸送（4知識點(diǎn)+6考點(diǎn)）-2025年人教版高二物理

第08講電能的輸送（預(yù)習(xí)）

模塊導(dǎo)航學(xué)習(xí)目標(biāo)

模塊一思維導(dǎo)圖串知識1.明確常規(guī)輸電過程，理解遠(yuǎn)距離輸電的要求。

模塊二基礎(chǔ)知識全梳理（吃透教材）2.明確遠(yuǎn)距離輸電時電壓損失和功率損失與哪些因素有關(guān)

模塊三教材習(xí)題學(xué)解題及減小電能損失的方法，理解高壓輸電的原理。

模塊四核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練（6大考點(diǎn)）3.會對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算。

模塊五小試牛刀過關(guān)測

知識點(diǎn)1：遠(yuǎn)距離輸電的兩種損失

【情境導(dǎo)入】

發(fā)電廠（站）要建在靠近能源的地方，而用電的地方卻分布很廣，大部分地方離電廠很遠(yuǎn)，故需要遠(yuǎn)

距離輸電，如何才能有效輸送電能呢？

i.輸電線路的電壓損失

輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U'的差值.AU^U-U'="=，，其中/為輸電線上的電流,

廠為輸電線的電阻.

2.輸電線路的功率損失

（1）遠(yuǎn)距離輸電時，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率AP=/2八

（2）若輸電線上損失的電壓為AU,則功率損失還可以表示為=12r=/.AU=?蟲

損失的電功率有四個不同的表達(dá)式，要明確各量的含義。AP=R中，r為輸電線的阻值；AP=〃中，

P為輸電功率U為電路始端的輸電電壓，不是線路的電壓損失；AP=/-AU及AP=G宜中，AU是輸電線

r

上的電壓降少量（電壓損失）。

知識點(diǎn)2：高壓交流輸電

1.減少輸電損耗的方法

（1）減小輸電線的電阻r：由r=可知，在輸電線長度L一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻

率小、橫截面積大的導(dǎo)線。目前一般用電阻率較小的鋁作導(dǎo)線。但是，要增大導(dǎo)線的橫截面積，就要多耗

費(fèi)金屬材料，會使輸電線過重，給架線帶來較大困難。

（2）減小輸電導(dǎo)線中的電流I：在輸電導(dǎo)線電阻不變的條件下，輸電電流如果減小到原來的百分之一，根

據(jù)AP=r廠知輸電的功率損耗將減小到原來的萬分之一。由P=UI可知在保證輸送功率不變的前提下，可提

高輸電電壓以減小輸電電流。

高壓輸電既能減小功率損失，又能減小電壓損失，但在實(shí)際輸送電能時，還需綜合考慮各種因素，選

擇合適的輸電電壓。

2.輸電過程

如下圖所示，發(fā)電廠用升壓變壓器升壓到幾百千伏后再向遠(yuǎn)距離送電，到達(dá)用電區(qū)由“一次高壓變電站”

降到lOOkV左右，在更接近用戶的地點(diǎn)再由“二次高壓變電站”降到10kV左右。然后，一部分電能送往用

電量大的工業(yè)用戶另一部分經(jīng)“低壓變電站”降至220V/380V,送給其他用戶。

知識點(diǎn)3：遠(yuǎn)距離高壓輸電原理

1.輸電原理圖

首先應(yīng)畫出遠(yuǎn)距離輸電的電路圖(如圖)，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置.

2.理清三個回路

回路1：尸i=[7i71

回路2:仍=AU+U3，尸2=八2+尸3=/2次線+尸3，，2=，3

回路3：尸4="J4.

3.七個關(guān)系

(1)功率關(guān)系：P1=P2,尸2=公尸+尸3，尸3=尸4.

詈，U=AU+U3,巖=詈.

(2)電壓關(guān)系：2

(72"2。4a4

Z1一強(qiáng)T—T—TII—

(3)電流關(guān)系：T—八一/線一/3，T~~-

12"3

_P2P3MJ

(4)輸電電流：

(5)輸電線上損耗的電功率：AP=P2—P3=I線2R線AU/線.

K線

(6)輸電線上的電壓損失：△〃=/線R線=仍一心.

(7)輸電效率〃=叁義100%.

右2

知識點(diǎn)4：電網(wǎng)供電

1.電網(wǎng)

最初的供電方式是一個電廠給一批用戶“一對一”提供服務(wù)，現(xiàn)在是通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將

許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)。

2.電網(wǎng)供電的好處

(1)在一次能源產(chǎn)地安裝大容量的發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益；

(2)可以減小斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡；

(3)可以根據(jù)火電、水電、核電的特點(diǎn)，合理地調(diào)度電力。

教材習(xí)題01解題方法

輸送功率為P,輸送電壓為U,輸電線電阻【詳解】輸送功率為P,輸送電壓為U,則輸送電流

為R,用戶得到的電壓為U',則輸電線損失一

U

功率和用戶得到的功率各是多少？

輸電線損失功率絳=/2氏=誓

op2

用戶得到的功率尸'=尸-扁=尸---

或者

U

【答案】警；P一警或者

解題方法

教材習(xí)題02

采用高壓輸電后，在用戶端需要降壓才能供【詳解】根據(jù)輸電電壓減去導(dǎo)線上的電壓損失即為降壓變

用戶使用。如何確定降壓變壓器原、副線圈壓器原線圈電壓，用戶得到的電壓為變壓器次級電壓，則

降壓變壓器的匝數(shù)比等于初級電壓與次級電壓之比；

的匝數(shù)比？某發(fā)電站輸出功率尸=2000kW,

用電阻R=20n的輸電線向外輸送電能，若采車刖電電流為/==A20A

U100000

用100kV高壓輸電，接入城市配電網(wǎng)絡(luò)時需

則變壓器初級電壓S=U-/R=100000-20x20=99600V

降壓到10kV,那么，變壓器原、副線圈的匝

n.U,99600249

數(shù)比為多大？變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為=J=”

n2U21000025

【答案】249：25

教材習(xí)題03解題方法

某發(fā)電廠原來用HV的交變電壓輸電，后來P

【詳解】［1］根據(jù)公式/=萬，電壓提圖了20000倍，則輸

改用升壓變壓器將電壓升到220kV輸電，輸

電線上的電流減小為原來的金京，故此說法錯誤。

送的電功率都是P。若輸電線路的電阻為R,

20000

下列說法是否正確?請闡述理由。

⑵根據(jù)公式/=§,其中U為輸電線路電阻H上分得的電

說法1：根據(jù)公式/=（，提高電壓后輸電線

壓，并不是輸送電壓，故此說法錯誤。

上的電流減小為原來的A;

P2__

［3］根據(jù)公式為=/2R=1R,電壓提高了20000倍后，輸

說法2：根據(jù)公式/=與，提高電壓后輸電線

電線上的功率損失減小為原來的」和，故此說法錯誤。

4xIO-

上的電流增大為原來的20倍。

TT2

P2［4］根據(jù)公式七=J,其中U為輸電線路電阻R上分得的

說法3：根據(jù)公式為=/"=余尺，提高電壓R

電壓，并不是輸送電壓，故此說法錯誤。

后輸電線上的功率損失減小為原來的工。

400

說法4：根據(jù)公式辱=J,提高電壓后輸電

川R

線上的功率損失增大為原來的400倍。

【答案】249：25

考點(diǎn)1:升壓變壓器和降壓變壓器

11（22-23高二下?廣西柳州?階段練習(xí)）（多選）如圖所示,某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率尸=100kW,

發(fā)電機(jī)的電壓q=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻q=5。，在用戶端用降壓變壓器把

電壓降為S=220V,已知輸電線上損失的功率與=2kw,假設(shè)兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正

確的是（）

A.升壓變壓器的匝數(shù)比4：%=1：2。

B.輸電線上的電流%=20A

C.降壓變壓器的匝數(shù)比%:%=245:11

D.用戶得到的電流4=400A

【答案】ABC

【詳解】AB.輸電線上損失的功率

解得輸電線上的電流

且升壓變壓器副線圈電流為

升壓變壓器原線圈電流為

則升壓變壓器的匝數(shù)比

故AB正確；

C.根據(jù)

解得升壓變壓器副線圈兩端電壓為

U2=5000v

降壓變壓器原線圈兩端電壓為

降壓變壓器的匝數(shù)比

故c正確；

D.根據(jù)

其中

解得用戶得到的電流

故D錯誤。

故選ABC。

【變式1-11（23-24高二下?廣東潮州?期末）如圖為大唐發(fā)電廠供電流程的簡化圖，理想升壓變壓器將

發(fā)電廠的輸出電壓G升壓為內(nèi)，理想降壓變壓器再把電壓6降至U”，為用戶設(shè)備供電，發(fā)電廠的輸出電

流為4,升壓變壓器輸出電流為A，降壓變壓器輸入電流為4,此時用戶設(shè)備的輸入電流為4。若變壓器的

匝數(shù)%=%，輸送過程中存在電能損耗，將輸送電線的電阻等效為%,則下列正確的是（）

A.L/]：C/3=?1:M3B

C.Ii：I3=n3:77,D.I2:IA=n2:nA

【答案】C

【詳解】AB.依題意，輸電線有電壓損失，可得

可知

UiU[n幾[nnUU—AUU

-w｛-,2—3—3—2w2

U3U2-AUn2n3n4n4U4U4U4

故AB錯誤；

CD.根據(jù)理想變壓器原副線圈匝數(shù)與電流關(guān)系，可得

131I"1%，4，4%”2

故C正確；D錯誤。

故選C。

【變式1-21（多選）（23-24高二下?吉林白山?期末）某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V,輸

出的電功率為160kW,為該發(fā)電站設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)距離輸電原理圖如圖所示，升壓變壓器力和降壓變壓器T?均為

理想變壓器，輸電線的電阻為4Q,設(shè)計(jì)的輸電線上損失功率為輸電功率的1%,用戶的額定電壓為220V。

對整個輸電過程，下列說法正確的是（）

A.輸電線上的電流為20A

B.升壓變壓器E副線圈的電壓為8080V

C.降壓變壓器匚的輸入電壓為7900V

D.降壓變壓器T?原、副線圈的匝數(shù)比為396:11

【答案】AD

【詳解】A.設(shè)輸電線路上的電流為人，則有

可得

故A正確；

B.設(shè)升壓變壓器工原線圈的輸入電流為人，則

可得4的匝數(shù)比為

則工副線圈的電壓為

故B錯誤；

C.降壓變壓器T2的輸入電壓為

故C錯誤；

D.降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)比為

故D正確。

故選AD?

考點(diǎn)2：影響輸電損耗的因素

【典例2】（2022?四川內(nèi)江?模擬預(yù)測）我國是全球唯一掌握超特高壓技術(shù)的國家，在全球超特高壓領(lǐng)域，

中國的標(biāo)準(zhǔn)就是全世界唯一的標(biāo)準(zhǔn)。如圖所示是遠(yuǎn)距離高壓輸電示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理

想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變。下列說法正確的是（）

A.若用戶用電功率增加，升壓變壓器的輸出電壓將增大

B.若用戶用電功率增加，降壓變壓器的輸入電壓將增大

C.若輸電功率一定，采用特高壓輸電可減少輸電線上損耗的功率

D.若輸電功率一定，采用特高壓輸電會降低輸電的效率

【答案】C

【詳解】A.若用戶用電功率增加，由于發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，所以升壓變壓器

的輸出電壓不變，A錯誤；

B.若用戶用電功率增加，則輸電功率增加，輸電線上的電流變大，輸電線的分壓變大，故降壓變壓器的輸

入電壓變小，B錯誤；

CD.若輸電功率一定，根據(jù)

可得輸電的效率為

可知采用特高壓輸電可減少輸電線上的電流，可減少輸電線上損耗的功率，增大輸電的效率，C正確，D錯

誤。

故選C。

【變式2-1】浙福線的投運(yùn)讓福建電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了從500千伏超高壓到1000千伏特高壓的跨越,福建從此進(jìn)入“特

高壓”時代。在輸送功率不變、不考慮其它因素影響的情況下，采用“特高壓”輸電后，輸電線上的電壓損失

減少到“超高壓''的（）

A.10%B.25%C.50%D.75%

【答案】C

【詳解】輸電的電流為

損失的電壓為

在輸送功率不變、不考慮其它因素影響的情況下，從500千伏超高壓到1000千伏特高壓，即變?yōu)樵瓉淼?

倍，則輸電電流變?yōu)樵瓉淼囊话?，?/p>

故選C。

【變式2-2］（22-23高二下?黑龍江牡丹江?期中）中央電視臺《焦點(diǎn)訪談》多次報道某些邊遠(yuǎn)落后農(nóng)村

電價過高，農(nóng)民負(fù)擔(dān)過重，其中客觀原因是電網(wǎng)陳舊老化。近來進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)改造，為減少遠(yuǎn)距離輸電的

損耗而降低電費(fèi)價格，可采取的措施有（）

A.提高輸送功率B.減小輸電導(dǎo)線的長度

C.提高輸電的電壓D.增大輸電導(dǎo)線的橫截面積

【答案】CD

【詳解】A.提高輸送功率會導(dǎo)致輸送電流增大，導(dǎo)線損失會增大，故A錯誤；

B.從實(shí)際角度出發(fā)，發(fā)電站與居民住戶位置固定，無法有效減少輸電導(dǎo)線長度，故B錯誤；

C.輸電功率恒定，采用高壓輸電，可以降低輸電電流，從而減少損耗，故C正確；

D.增大輸電導(dǎo)線的橫截面積可以減小輸電導(dǎo)線電阻，從而減少損耗，故D正確。

故選CD。

考點(diǎn)3：高壓輸電的原理與優(yōu)點(diǎn)

【典例3]（23-24高二下?黑龍江哈爾濱?期中）2020年9月，中國發(fā)布“雙碳戰(zhàn)略”，計(jì)劃到2030年實(shí)

現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。電力作為遠(yuǎn)程輸送能量的載體，特高壓遠(yuǎn)距離輸送清潔電能是實(shí)現(xiàn)碳中和

的重要途徑之一，若保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的150kV高壓輸電升級為1500kV

的特高壓輸電，下列說法正確的是（）

A.若輸電線不變，則輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼?0倍

B.若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼狞c(diǎn)

C.若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼挠?/p>

D.若更換直徑為原來輸電線直徑10倍的同種材料制成的輸電線，則輸電線上損失的功率不變

【答案】C

【詳解】A.保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的150kV高壓輸電升級為1500kV的特

高壓輸電，由尸=見，可知輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼挠驯叮蔄錯誤；

B.由U損=%,可知若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼?,故B錯誤；

C.由/=/次，可知若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼难?，故C正確；

「LL

D.由吸"s萬12：，可知若更換直徑為原來輸電線直徑1。倍的同種材料制成的輸電線，導(dǎo)線的電

阻是原來的擊；若保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的150kV高壓輸電升級為1500kV

的特高壓輸電，由/=尸&,可知輸電線上損失的功率是原來的金歷，故D錯誤。

故選Co

【變式3-1]（23-24高二上?山東青島?期末）我國新疆昌吉至安徽古泉新建了llOOkV特高壓直流箱電工

程.這是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的特高壓輸電工程.如

圖是交流特高壓a和直流特高壓輸電b的年耗費(fèi)與輸電距離的對比圖.下列說法正確的是（）

A.“西電東送”直流高壓輸電不需要使用變壓器

B.相同輸電距離直流輸電線路的感抗比交流輸電少

C.直流特高壓輸電的線路上沒有電能的損耗

D.直流特高壓輸電在近距離輸電上經(jīng)濟(jì)效益更高些

【答案】B

【詳解】A.要想改變電壓，采用高壓輸電必須要使用變壓器，故A錯誤；

B.感抗大小與交流電的頻率有關(guān)，則相同輸電距離直流輸電線路的感抗比交流輸電少，故B正確；

C.直流特高壓輸電的線路上因輸電線有電阻，則仍有電能的損耗，故C錯誤；

D.由圖可知，直流特高壓輸電在近距離輸電上年消耗過大，經(jīng)濟(jì)效益更低些，故D錯誤。

故選B。

【變式3-2］（多選）（23-24高二下?北京豐臺?期中）某發(fā)電廠原來用llkV的交流電壓輸電，后來改用

升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P,輸電線路的電阻為凡下列說法正確的是（）

A.提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?0倍

B.提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼摹?/p>

C.提高輸電電壓后輸電線上的電壓損失減小為原來的事

D.提高輸電電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的《

【答案】BC

【詳解】AB.根據(jù)題意，由公式尸="可得，14

可知，由于電壓升高到原來的20倍，則提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼纳?，故A錯誤，B正

確；

C.根據(jù)題意，由公式。損=東可知，由于提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼摹?，則提高輸電電壓

后輸電線上的電壓損失減小為原來的5,故C正確；

D.根據(jù)題意，由公式盤=/次可知，由于提高輸電電壓后輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼?,則提高輸電電

壓后輸電線上的功率損失減小為原來的工，故D錯誤。

400

故選BCo

考點(diǎn)4：遠(yuǎn)距離輸電損失功率的計(jì)算

【典例4］（23-24高二下?江蘇徐州?階段練習(xí)）供電電路的電源的輸出電壓為U/,線路導(dǎo)線上的電壓為

u2,用電器得到的電壓為S,導(dǎo)線中電流為/,線路導(dǎo)線的總電阻為R,若要計(jì)算線路上的損失功率，不可

用的公式有（）

2

U2VJ-

A.幺B.I（U-U3）C.IRD.”

RR

【答案】A

【詳解】線路上損失的功率為

故選Ao

【變式4-1］為減少遠(yuǎn)距離輸電的損耗，某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為乙，輸電

電壓為U,輸電線的總電阻為則下列說法正確的是（）

A.輸電線上的電流為/=§B.輸電線上的電流為/=與

RU

TJ2

C.輸電線上損失的功率為匕D.輸電電壓提高一倍，輸電線上損失的功率減小為原來的一半

R

【答案】B

【詳解】AB.根據(jù)

可得，輸電線上的電流

設(shè)輸電線上損失的電壓為AU，則輸電電流

故A錯誤；B正確；

C.輸電線上損失的功率

故C錯誤；

D.根據(jù)

可知，輸電電壓。提高一倍，輸電線上損失的功率減小為原來的四分之一。故D錯誤。

故選Bo

【變式4-2］（多選）“西電東送”就是把煤炭、水能、風(fēng)能資源豐富的西部地區(qū)的能源轉(zhuǎn)化成電力資源，輸

送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)。如圖是遠(yuǎn)距離輸電的電路示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓

器，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為在，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2,發(fā)電廠輸出電壓為S，輸出

?2?4

功率為尸，升壓變壓器和降壓變壓器之間輸電線總電阻為R,下列說法正確的是（）

n,zz,

A.若用戶獲得的電壓為G，則一=」

B.用戶獲得的電壓可能大于q

c.當(dāng)用戶用電器總電阻增大時，輸電線上損失的功率增大

D.輸電線上損失的功率為△尸=（如］R

Vn2Ul）

【答案】BD

【詳解】A.升壓變壓器副線圈兩端的電壓為

若用戶獲得的電壓為G，則降壓變壓器的輸入電壓為

由于輸電線上有電壓損失，故

即

故A錯誤；

B.只要降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比合適，用戶獲得的電壓有可能大于S，故B正確；

C.當(dāng)用戶用電器總電阻增大時，降壓變壓器副線圈中電流減小，輸電線中電流減小，輸電線上損失的功率

減小，故c錯誤；

D.升壓變壓器副線圈中的電流為

輸電線上損失的功率為

聯(lián)立解得

故D正確。

故選BD。

考點(diǎn)5：遠(yuǎn)距離輸電的動態(tài)分析

【典例5］（23-24高二下?廣西南寧?期末）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機(jī)4

億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，廣西在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實(shí)驗(yàn)小組模擬風(fēng)力發(fā)電

廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以角速度。勻速轉(zhuǎn)動，變壓器定值電阻用戶端接一

個滑動變阻器R,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭位于中間位置時，凡上消耗的功率為外。不計(jì)其余電阻，下列

說法正確的是（）

A.風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度。增加一倍，則治上消耗的功率為2Po

B.若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則&上消耗的功率為4尸。

C.若將滑動變阻器R的滑動觸頭向上滑動，則及上消耗的功率將增大

D.若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑劫，則凡上消耗的功率將減小

【答案】B

【詳解】A.如圖為等效電路圖

設(shè)降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為h1,則輸電線上的電流為

轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢為

當(dāng)轉(zhuǎn)子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)?/p>

故&上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A錯誤；

B.升壓變壓器副線圈匝數(shù)增加一倍，副線圈兩端電壓增加一倍，輸電線上的電流增加一倍，故心上消耗

的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故B正確；

C.輸電線上的電流為

若將滑動變阻器R的滑動觸頭向上滑動，則R增大，輸電線上的電流《將減小，&消耗的功率將減小，故

C錯誤；

D.輸電線上的電流為

若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動，則R減小，輸電線上的電流《將增加，&消耗的功率將增加，故

D錯誤。

故選B。

【變式5-1]（多選）（23-24高二下?云南曲靖?期中）某同學(xué)用下圖研究遠(yuǎn)距離輸電，圖中升壓變壓器

和降壓變壓器均是理想變壓器.若發(fā)電廠輸出電壓不變。當(dāng)開關(guān)S由2改接為1時，通過調(diào)節(jié)變阻箱以阻值

使發(fā)電廠輸出功率也不變，則（）

A.電壓表讀數(shù)變大B.電流表讀數(shù)變大

C.用戶得到的功率減小D.輸電線損失的功率減小

【答案】AD

【詳解】BD.當(dāng)開關(guān)S由2改接為1時，可知升壓變壓器副線圈匝數(shù)增加，根據(jù)

可知升壓變壓器副線圈輸出電壓S增大，通過調(diào)節(jié)變阻箱以阻值使發(fā)電廠輸出功率也不變，則有

可知升壓變壓器副線圈輸出電流右減小，則電流表讀數(shù)變小，通過屬的電流減小，則輸電線損失的功率減

小，故B錯誤，D正確；

AC.根據(jù)

可知降壓變壓器原線圈的輸入電壓變大，根據(jù)

可知降壓變壓器副線圈輸出電壓力增大，則電壓表讀數(shù)變大；根據(jù)

由于發(fā)電廠輸出功率不變，損失消耗功率減小，則用戶得到的功率增大，故A正確，C錯誤。

故選AD。

【變式5-2]（23-24高二下?江西撫州?期末）2023年2月16日國家電網(wǎng)有限公司特高壓直流輸電工程

—通山抽水蓄能電站開工建設(shè)。如圖是特高壓輸電過程的示意圖，發(fā)電站輸出電壓穩(wěn)定，經(jīng)升壓后被整流

成800kV的直流電，經(jīng)輸電線后，被逆變成交流電，再被降壓后供用戶使用，假設(shè)電壓在整流和逆變前后

有效值不變。則下列說法正確的是（）

A.將發(fā)電站輸出的電壓整流后仍能利用升壓變壓器升壓

B.采用高壓直流輸電時，可減小輸電線路上電感的影響

C.用戶越多，輸電線上損耗的功率越小

D.保持輸電功率不變，若電壓經(jīng)升壓和整流后為400kV,輸電線上損耗的功率加倍

【答案】B

【詳解】A.將發(fā)電站輸出的電壓直接整流，則輸入升壓變壓器原線圈的為直流電，升壓變壓器的副線圈將

不會輸出電壓，所以將發(fā)電站輸出的電壓整流后不能利用升壓變壓器升壓，A錯誤；

B.長距離輸電時，線路上的電容、電感對交變電流的影響不能忽略，有時它們引起的電能損失甚至大于導(dǎo)

線電阻引起的電能損失，為了減少感抗和容抗，在輸電環(huán)節(jié)可以使用直流電，故B正確；

C.用戶增多，降壓變壓器副線圈中的電流增大，降壓變壓器原線圈中的電流增大，輸電線上的電流增大,

則由公式

可知，輸電線上損耗的功率增大，故C錯誤；

D.保持輸電功率不變，由公式

可知，若電壓經(jīng)升壓和整流后為400kV,輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由可知輸電線上損耗的功率變

為原來的4倍，故D錯誤。

故選Bo

考點(diǎn)6：計(jì)算用戶端用電器的數(shù)量

【典例6］(22-23高二下?陜西咸陽?期中)某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)的輸出功

率為100kW,輸出電壓為250V,輸電導(dǎo)線的總電阻為10。，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW,該村的用電電壓

是220V。輸電電路如圖所示，求：

(1)高壓輸電線的電流

(2)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；

(3)如果該村某工廠用電功率為64kW,則該村還可以裝“220V,40W”的電燈多少盞？

【答案】(1)20A；(2)240:11；(3)800

【詳解】(1)根據(jù)如圖所示輸電線路，由題意可知為=/%=4xl03w,得/『20A

(2)根據(jù)功率相等，得

貝I］有=02-U損=5000V-200V=4800V

所?一以2十才5蘇4800=724?0

(3)設(shè)最多安裝w個40W電燈，根據(jù)匝數(shù)與電壓成正比，則有心-為=64X103W+40〃

解得“=800

【變式6-1］光伏發(fā)電系統(tǒng)是指無須通過熱過程，直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電系統(tǒng)。圖示是某光伏發(fā)電系

統(tǒng)為一所偏遠(yuǎn)學(xué)校的教室供電照明的示意圖。已知太陽能光伏發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW、輸出電壓為250V,

輸電線的總電阻R=l。。；該學(xué)校每間教室有標(biāo)有“220V60W”字樣的電燈16盞。若全部電燈正常發(fā)光，變

壓器均為理想變壓器，輸電線損耗功率是發(fā)電機(jī)輸出功率的4%,求：

(1)升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比。

(2)該光伏發(fā)電系統(tǒng)至多能供電照明的教室的間數(shù)。

【答案】(1)1:20；(2)100

【詳解】(1)發(fā)電機(jī)的輸出電流為

輸電線的電流滿足

解得

根據(jù)變壓器電流關(guān)系得

(2)根據(jù)能量守恒得

解得

【變式6-2】某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)的輸出功率為lOOkW,輸出電壓為500V,

輸電導(dǎo)線的總電阻為10。，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW,該村的用電電壓是220V。

（1）輸電電路如上圖所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；

（2）如果該村某工廠用電功率為60kW,則該村還可以裝“220V60W”的電燈多少盞？

【答案】（1）"1,富240；（2）600個

【詳解】（1）根據(jù)如圖所示輸電線路，設(shè)高壓輸電線電流小輸電電壓為S，由題意可知,扁=臣=4*1。30

得，2=20A

所以有4=/=5*103丫

根據(jù)匝數(shù)與電壓成正比，則有

貝IJ有U3=。2-0損=5000V-200V=4800V

「一，％54800240

所以方年五二五

（2）設(shè)最多安裝"個40W電燈，根據(jù)功率相等，則有七-為=60x103+60”

解得72=600個

一、單選題

1.（24-25高二下?全國?課后作業(yè)）為消除高壓輸電線上的冰凌，有人設(shè)計(jì)了利用電流的熱效應(yīng)除冰的

思路。若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U,電流為/,熱耗功率為AP；除冰時，在輸電功率、用戶

的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通過自動調(diào)節(jié)高壓輸電變壓器的變壓比，使輸電線上的熱耗功率

變?yōu)?6AP,則除冰時（）

A.輸電電流為4/B.輸電電流為16/C.輸電電壓為4t/D.輸電電壓為9

16

【答案】A

【詳解】AB.高壓線上的熱耗功率為

若熱耗功率變?yōu)?6AP,則有

解得

故A正確，B錯誤；

CD.又因?yàn)檩斔凸β什蛔儯瑒t

解得

故CD錯誤。

故選Ao

2.（23-24高二下?四川攀枝花?期末）某一遠(yuǎn)距離輸電線路分別用。和初兩種電壓來輸電，若輸送功率

相同，則在兩種情況下輸電線上損失的功率之比為（）

A.N：IB.k：IC.1：ND.1：k

【答案】A

【詳解】由功率相同，可以得到電流關(guān)系

輸電線路的電阻一定，所以損失的功率之比為

故A正確。

故選Ao

3.（23-24高二下?廣東揭陽?期末）我國在高壓輸電方面具有國際領(lǐng)先水平，早在2011年我國就正式投

產(chǎn)了世界首條商業(yè)運(yùn)營的特高壓交流輸電工程——“l(fā)OOOkV晉東南一南陽一荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程”。

假設(shè)某地原來采用200kV的高壓輸電，輸電線損耗功率為P,后改用800kV的特高壓輸電，輸電功率不變，

則輸電線損耗功率為（）

PP

A.—B.—C.4PD.16P

416

【答案】B

【詳解】輸電線上損失的功率為

可知，損失的功率與電壓的平方成反比，所以

所以輸電線上損失的功率將變?yōu)?/p>

故選B。

4.（23-24高二下?廣東東莞?期末）遠(yuǎn)距離輸電示意圖如圖所示，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓

器T的原、副線圈匝數(shù)比4：〃2=1：1。。。，在T的原線圈兩端接入一正弦交流電，其電壓變化規(guī)律滿足

Z/=1000A/2sin1007i/（V）,若原線圈的輸入電功率尸nlxlO,kw,輸電線總電阻為20Q。不考慮其他因素的

影響，則輸電線上損失的電功率為（）

A.IkWB.2kWC.10kWD.20kW

【答案】B

【詳解】升壓變壓器T原線圈所加電壓的有效值為

根據(jù)P=R可得，升壓變壓器7原線圈中的電流

根據(jù)理想變壓器的電流規(guī)律

解得輸電線中電流

輸電線上損失的電功率

故選B。

5.（23-24高二下?廣東廣州?期末）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的簡易圖，/和N為理想升壓變壓器和理想

降壓變壓器，已知變壓器M的原、副線圈匝數(shù)比為1：〃，變壓器N的原、副線圈匝數(shù)比為變壓器M

原、副線圈兩端的電壓分別為G，U2,變壓器N原、副線圈兩端的電壓分別為4、發(fā)電廠輸出電壓

恒定，輸電線的總電阻為廣。則下列說法正確的是（）

A.〃的頻率大于5的頻率

B.用戶增多，%、風(fēng)均不變

C.通過變壓器〃原線圈的電流等于通過變壓器N副線圈的電流

D.用戶增多，輸電線上損耗的電功率不變

【答案】C

【詳解】A.變壓器不改變交變電流的頻率，故歷的頻率等于。4的頻率，故A錯誤；

B.發(fā)電廠輸出電壓恒定，即4不變，又因?yàn)樽儔浩鱉的原、副線圈匝數(shù)比不變，所以L不變；用戶增多，

則用戶回路電流變大，則輸送電流變大，損失電壓變大，降壓變壓器輸入電壓以變小，降壓變壓器的輸出

電壓力變小，故B錯誤；

C.根據(jù)變壓器原副線圈電流和匝數(shù)關(guān)系

可解得

故C正確；

D.由B分析可知，用戶增多，輸送電流變大，根據(jù)

可知，輸電線上損耗的電功率變大，故D錯誤。

故選C。

6.（24-25高二下?全國?單元測試）如圖甲，白鶴灘水電站是世界第二大水電站，共安裝16臺我國自主

研制的全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組。2021年6月28日，白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，

用500千伏特高壓向四川遠(yuǎn)距離輸電。在遠(yuǎn)距離輸電中，輸電線的電阻是不可忽略的，圖乙為白鶴灘水電

站輸電線路原理圖，水電站輸出電壓穩(wěn)定的正弦交流電，升至特高壓U后向四川供電，輸送的總功率為P。

理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為%、“，均為輸電線總電阻，4為不斷電用戶電阻（可視為定值電阻），

R為可變用戶電阻（可視為可變電阻）。當(dāng)可變電阻R減小時，電壓表和電流表示數(shù)變化的絕對值分別為At/、

AI,電壓表和電流表均為理想電表，下列說法正確的是（）

C.對于原線圈回路，虛線部分的等效電阻為R'=，（4+R）

R

D.輸電線路上損耗的功率為以=0皿、「尸

Kj+/\2+A

【答案】B

【詳解】AB.設(shè)用戶端理想變壓器原、副線圈兩端電壓分別為q、U2,電流分別為乙、12,則根據(jù)理想變

壓器特點(diǎn)

得

對原線圈電路有

由上式可得

故A錯誤，B正確；

C.由

結(jié)合

聯(lián)立可得

故C錯誤；

D.根據(jù)C中分析可知，虛線框所圈部分的等效電阻為R,則K上消耗功率為

故D錯誤。

故選Bo

7.（24-25高二下?全國?課后作業(yè)）近20年來福建電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級、電力技術(shù)“三大跨越

如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，現(xiàn)將輸送電壓4由220kV升級為1000kV,輸送的總電功率變?yōu)樵瓉淼?

倍，保持發(fā)電機(jī)輸出電壓G及用戶得到的電壓勿不變，輸電線的電阻不變，變壓器均為理想變壓器，則下

列說法錯誤的是（）

A.%：%變?yōu)樵瓉淼?B.輸電線上的電流右變?yōu)樵瓉淼?

C.輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼慕祲鹤儔浩髟⒏本€圈匝數(shù)比變小

【答案】D

【詳解】A.q不變，％變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)

所以必變?yōu)樵瓉淼漠?dāng)，故A正確；

?111

B.根據(jù)

可知，因&變?yōu)樵瓉淼?倍，變?yōu)樵瓉淼难裕瑒t輸電線上的電流4變?yōu)樵瓉淼恼?，故B正確；

C.根據(jù)

可知蠹變?yōu)樵瓉淼模↖I）,故c正確；

D.總功率變大，損失的功率變小，則用戶端功率變大，因用戶端電壓不變，則（變大，又右變小，/2=，3,

則&=’變大，故D錯誤。

本題選錯誤的，故選D。

二、多選題

8.（24-25高二上新疆烏魯木齊朝中）如圖所示，一個發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V,輸送功率為1X105W。

通過理想變壓器向遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線的總電阻為8Q,升壓變壓器刀原、副線圈匝數(shù)比為1：16,下列

說法正確的是（）

A.升壓變壓器副線圈兩端的電壓S=2xlO3V

B.輸電線損失的電壓為3.8x103V

C.輸電線損失的功率為5xl03w

D.若用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器乃原、副線圈的匝數(shù)比為190：11

【答案】CD

【詳解】C.發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為1X105W,則升壓變壓器原線圈電流為

根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)成反比

可得升壓變壓器副線圈電流為

則輸電線損失的功率為

故C正確；

ABD.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比

可知升壓變壓器副線圈輸出電壓為

輸電線損失的電壓為

則降壓變壓器原線圈電壓為

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比

可得降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為

故AB錯誤，D正確。

故選CD。

9.（24-25高二下?全國?課后作業(yè)）如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時再

通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。

設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用以表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器

增加時，相當(dāng)于R變小。則在用電高峰時，下列說法正確的是（）

A.電壓表V1、V?的讀數(shù)均不變，電壓表V3、V,的讀數(shù)均減小

B.電流表A1的讀數(shù)不變，電流表A2、A?的讀數(shù)均增大

C.電壓表V?、V3的讀數(shù)之差與電流表AZ的讀數(shù)的比值不變

D.輸電線路損耗的功率增大

【答案】ACD

【詳解】AB.因發(fā)電廠的輸出電壓一定，可知升壓變壓器的原線圈兩端的電壓不變，即電壓表VI的讀數(shù)不

變，由

可知升壓變壓器副線圈兩端的電壓不變，即電壓表V,的示數(shù)不變；因?yàn)镾和匝數(shù)比都不變，用電高峰期,

用電器總電阻減小，降壓變壓器副線圈中電流增大，根據(jù)理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)成反比知線

路中電流都增大，即電流表A1、X、A3的讀數(shù)均增大，輸電線上的電壓損失增大，故電壓表V3、V’的讀

數(shù)均減小，故A正確，B錯誤；

C.電流表Vz、V3的讀數(shù)之差與電流表A?的讀數(shù)的比值等于輸電線的電阻值，不會變化，故C正確；

D.輸電線上的功率

且輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故D正確。

故選ACD?

10.（24-25高二上?河南新鄉(xiāng)?階段練習(xí)）目前困擾5G發(fā)展的大難題之一是供電，5G基站系統(tǒng)功耗大,

信號覆蓋半徑小。如圖所示，電壓為100kV的主供電線路為某5G基站供電，基站用電器總功率為4kW,

線路電阻為400,線路損耗功率占總功率的20%（變壓器均視為理想變壓器），則（）

A.輸電線路中的電流為5AB.輸電線路中的電流為2500A

C.高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為50:1D.高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100:1

【答案】AD

【詳解】AB.由題意可知，總功率為

線路損耗功率為

根據(jù)

解得

故A正確；B錯誤；

CD.高壓變壓器副線圈兩端的電壓為

由

解得

故C錯誤；D正確。

故選ADo

三、解答題

11.（23-24高二下?江蘇揚(yáng)州?期中）如圖所示為某工廠購買的升壓變壓器和降壓變壓器各一臺，給工廠

車間供電，升壓變壓器匝數(shù)比為珥：叼=1：20,降壓變壓器匝數(shù)比%：%=198:11,輸電線總電阻R=20。。

發(fā)電機(jī)輸出電壓S=200V,輸出功率為心=8000W。問：

（1）降壓變壓器的輸出電壓以為多大？

（2）工廠獲得的功率為多大？

【答案】（1）S=220V；（2）7920W

【詳解】（1）根據(jù)

可得升壓變壓器副線圈輸出電壓為

根據(jù)

可得通過輸電線電流為

則降壓變壓器原線圈輸入電壓為

根據(jù)

可得降