1、同步 2014年人教版高中物理选修 1-1 3.5高压输电练习卷与答案（带解析） 选择题 （ 2014 浙江）如图为远距离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，流入用户端的电流为 I2则（ ） A用户端的电压为 B输电线上的电压降为 U C理想变压器的输入功率为 I r D输电线路上损失的电功率 I1U 答案： A 试题分析：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系理想变压器电压
2、和匝数关系 解： 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 U 2，则U1I1=U2I2，得： 故 A正确； B、发电厂的输出电压是 U，所以输电线上的电压降不可能是 U，故 B错误； C、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： 故 C错误； D、发电厂的输出电压是 U，末端间的电压为 U1， 输电线路上损失的电功率是：I1（ U-U1）故 D错误 故选： A 点评：对于远距离输电问题，一定要明确整个过程中的功率、电压关系，尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关 （ 2014 天津二模）如图所示的输电电路中，升压变压器和降压
3、变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变在天气逐渐炎热，用户耗电量增大时（ ） A升压变压器的输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大 C用户两端得到的电压增大 D输电线上损耗的功率增大 答案： D 试题分析：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系理想变压器电压和匝数关系 解： A、由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故 A错误； BC、在用电高峰期，随着用户耗电量的增大，发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变
4、压器的输出电压 U2不变，根据 P=UI可输电线上的电流 I 线 增大，根据 U 损 =I 线 R，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压 U3=U2-U 损 可得，降压变压器的输入电压 U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故 BC错误； D、根据 P 损 =I 线 2R，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故 D正确； 故选： D 点评：对于远距离输电问题，一定要明确整个过程中的功率、电压关系，尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关 （ 2014 揭阳二模）在远距离输电的电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的
5、输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，则（ ） A升压变压器的 输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大 C降压变压器的输出电压减少 D输电线上损耗的功率增大 答案： CD 试题分析：正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系理想变压器电压和匝数关系 解： A、由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故 A错误 B、由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压 U2不变， 根据 P=U
6、I可输电线上的电流 I 线 增大，根据 U 损 =I 线 R，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压 U3=U2-U 损 可得，降压变压器的输入电压 U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故 B错误， C正确 D、根据 P 损 =I 线 2R，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大故 D正确 故选： CD 点评：对于远距离输电问题，一定要明确整个过程中的功率、电压关系，尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关 （ 2014 武清区三模）一交流发电机输出电压为 u=Umsint，加在匝数比为 1：n的理想升压变压器的原线圈上，变压器的副线
7、圈通过总电阻为 R的输电线向用户供电，若发电机的输出功率为 P，则输电线上消耗的功率为（ ） A B C D 答案： A 试题分析：理想变压器输入功率和输出功率相等，通过原线圈的电压求出副线圈的电压，再根据 I= ，求出输电线上的电流，从而求出输电线上消耗的功率 解：加在原线圈上的电压： U1= ； 根据变压比公式，有： = ； 得： U2= ； 根据 I= ，输电线上的电流： I= ； 输电线上消耗的功率： P 耗 =I2R= ； 故选： A 点评：解决本题的关键注意电压有效值的使用及变压器的特点，输入功率等于输出功率，电压比等于匝数比 （ 2014 厦门二模）如图为远距离输电示意图，升压变
8、压器和降压变压器都可视为理想变压器，在保持输电功率 P1和输电电阻 R都不变的条件下，下列说法中正确的是（ ） A升压变压器的输出功率 P2等于降压变压器的输入功率 P3 B若输送电压 U2越大则输电线上损失的电压越小 C若输送电压 U2越大则输电线上损失的功率越大 D若输送电压 U2越大则用户端功率 P4越小 答案： B 试题分析：理想变压器的输出功率等于 输出功率在远距离输电过程中线路上有功率、电压的损失，根据 P=UI分析输电线上损失的电压、功率与哪些因素有关，即可进一步分析用户端功率 P4的变化 解： A、由于在远距离输电过程中线路上有功率损失，所以升压变压器的输出功率P2等于降压变压
9、器的输入功率 P3与输电线上损失功率之和，故 A错误 B、设输电线上的电流为 I，则有 I= ，输电线上损失的电压 U=IR= 又根据理想变压器的特点可知： P2=P1，则得 U= ，在保持输电功率 P1和输电电阻 R都不变的条件下， U2越大， U越小，故 B正确 C、输电线上损失的功率为 P=I2R= ，则输送电压 U2越大，则输电线上损失的功率越小，故 C错误 D、用户端功率 P4=P1- P， U2越大， P越小，则 P4越大，故 D错误 故选： B 点评：对于远距离输电问题，一定要明确整个过程中的功率、电压关系，尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关 （ 2014 四川模拟）某
10、课外活动小组，用一台演示用的手摇发电机和两台实验用的变压器来演示发电厂远距离运输电如图为远距离输电示意图，手摇发电机的输出电压为 U1，用电阻为 r的定值电阻来模拟输电线电阻，降压变压器的副线圈两端并联灯泡来表示用户用电器，其余线路电阻忽略不计，升压、降压变压器的原副线圈匝数分别为 n1， n2， n3， n4，且均视为理想变压器下列说法正确的是（ ） A若只使手摇发电机的转速增倍，则灯泡得到的电压 U1增倍 B若只使手摇发电机的转速增倍，则灯泡得到的交流电的频率增倍 C若只增加灯泡的个数，则输出电线上损失的功率减小 D若只适当增大 ，则灯泡亮度不变 答案： B 试题分析：根据 Em=NBS、
11、 =2n和变压器的电压和电流、功率的关系进行分析 解： A、根据 Em=NBS=2NBSn知转速增大， U1增大，但由于电阻有损失的电压，所以灯泡得到的电压与输入电压不成正比，故 A错误； B、变压器不改变频率，根据 f=n 发电机的转速增倍，则灯泡得到的交流电的频率增倍，故 B正确； C、若只增加灯泡的个数，电阻减小，电流增大，根据 知输出电线上电流增大，故损失的功率增大，故 C错误； D、若只适当增大 ，根据 = 知 U2增大， U3和 U4也增大，故灯泡亮度增大故 D错误； 故选： B 点评：此题考查交流电的产生和理想变压器的应用，注意电压由输入决定输出，电流和功率输出决定输入 （ 20
12、14 临汾模拟）如图所示，已知某发电厂 E通过理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2给用户供电夏季来临时，各种大功率的用电器增多用户消耗的电功率变大则下列说法正确的是（ ） A U2增大，且 U2 U1 B U4增大，且 U4 U3 C U3减小，输电线损耗功率增大 D输电线损耗的功率占总功率的比例减小 答案： C 试题分析：变压器输出电压由输入电压和变压比决定；用户消耗的电功率变大，P2增大， I2增大，根据欧姆定律分析输电线上损失的电压和功率变化，判断 U3变化 解： A、由于变压器 T1的变压比不变，输入电压不变，则 U2不变，升压变压器 U2U1故 A错误 B、 C、用户消耗的电功
13、率变大， P2增大，由 P2=U2I2， U2不变，可知 I2增大，U3=U2-I2R 线 ，则 U3减小， U4也减小，且有 U4 U3输电线损耗功率 P= ，可知输电线损耗功率增大，故 B错误， C正确 D、输电线损耗的功率占总功率的比例为 = = ， I2增大， 增大，故D错误 故选： C 点评：此题关键掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，运用欧姆定律和功率公式进行分析 （ 2014 中山二模）如图为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为 R，则（ ） A I2= B I2 C用户得到的电功率与电厂输出的电功率相等 D用户得到的交变电
14、流的频率与电厂输出交变电流的频率相等 答案： BD 试题分析：输电线上有电压降， U 线 U2，根据欧姆定律研究 I2输电线上有功率损失，用户得到的电功率必定小于电厂输出的电功率但用户得到的交变 电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等 解： A、 B、由于输电线总电阻为 R，输电线上有电压降， U 线 U2根据欧姆定律得： I2= ，故 A错误， B正确 C、输电线上有功率损失，理想变压器不改变电功率，所以用户得到的电功率小于电厂输出的电功率，故 C错误 D、根据变压器的原理可知原副线圈中交变电流的频率相等，所以用户得到的交变电流的频率与电厂输出交变电流的频率相等，故 D正确 故选： BD 点
15、评：本题运用欧姆定律时要注意各个量应对应同一段电路，要正确分析电压和功率的分配，即可分析远距离输电问题 （ 2014 广州二模）某小型发电站的电能输送示意图如图，变压器均为理想变压器并标示了电压和匝数若电压 U1=U4，输电线总电阻为 r，用户端的用电器正常工作，则（ ） A U2=U3 B U2 U3 C = D 答案： BD 试题分析：通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率 解：由变压器的电压比与匝数之比的关系得： = ； = 因 n1 n2，所以 U1 U2，又因与线路是电压有损失，即 U2 U
16、3，所以 ，故 BD正确 故选： BD 点评：对于远距离输电问题，关键要明确输电线上电压和电功率有损失，分析电压的分配关系，运用理想变压器的变压关系进行分析 （ 2014 汕头模拟）如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压 U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且 n1： n2=n4： n3当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是（ ） A用户的总电阻增大 B用户的电压 U4增加 C U1： U2=U4： U3 D用户消耗的功率等于发电机的输出功率 答案： C 试题分析：当用电器增多时，用户消耗的功率增大，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升
17、压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比 解： A、当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小故 A错误 B、当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压 U1不变，则 U2不 变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压 U4减小故 B错误 C、因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则 ， ，因为 n1： n2=n4：n3，所以 U1： U2=U4： U3故 C正确 D、用户消耗的功率等
18、于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率故 D错误 故选： C 点评：解决本题的关键知道： 1、输送功率与输送电压、电流的关系； 2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系； 3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系； 4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系 （ 2014 湖北二模）如图为学校配电房向各个教室的供电示意图， T为理想变压器， V1、 A1为监控市电供电端的电压表和电流表， V2、 A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表， R1、 R2为教室的负载电阻，V3、 A3 为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关
19、S闭合时（ ） A电流表 A1、 A2和 A3的示数都变大 B只有电流表 A1的示数变大 C电压表 V3的示数变小 D电压表 V2和 V3的示数都变小 答案： C 试题分析：抓住原线圈的输入电压不变，结合输出端总电阻的变化得出输电线上电流的变化，从而得出电压损失的变化，根据输出电压不变，得出用户端电压的变化，从而得知通过负载电阻电流的变化抓住输电线上电流的变化，根据原副线圈电流比等于匝数之反比求出原线圈中电流的变化 解：当开关闭合后，副线圈的总电阻变小，由于升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，即 U2不变，可知输电线中的电流增大，即 A2增大，则输电线上损失的电压增大，可知用户端得到的电
20、压减小，即 U3减小，所以通过 R1的电流减小，即 A3减小，副线圈中电流决定原线圈中的电流，根据 知，原线圈中的电流 I1增大，所以 A1示数增大故 C正确， A、 B、 D错误 故选： C 点评：解决本题的关键知道输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率 （ 2014 孝感二模）如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻 R均不变在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是（ ） A升压变压器副线圈中电流变小 B降压变压器副线圈中电流变小 C输电线上损耗的功率减小 D用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比
21、例减小 答案： D 试题分析：根据输送功率，抓住输出电压不变，求出升压变压器副线圈中电流的变化；根据输电线上电流的变化得出输电线上功率的损失变化；求出用户消耗功率占输出功率的比例表达式，通过输电线上电压的损失求出比例的变化 解： A、发电厂输出功率增大，根据 P=UI知，输出电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，则副线圈中的电流也增大故 A错误 B、用电高峰期时，用电器增多，则降压变压器中电流变大故 B错误 C、升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根据 知，输电线上损失的功率增大故 C错误 D、用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例 ，因为输电线上的电流增大，
22、则电压损失增大， U2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 故选： D 点评：解决本题的关键知道： 1、输送功率与输送电压、电流的关系； 2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系； 3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系； 4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系 （ 2014 和平区三模）为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送，再经变电站 将高压变为低压某变电站将电压 U0=1100 sin100t（ V）的交流电降为 220V供居民小区用电，则变电站变压器（ ） A原、副线圈匝数比为
23、5： 1 B副线圈中电流的频率是 50Hz C原线圈的导线比副线圈的要粗 D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 答案： AB 试题分析：原副线圈的电压比等于匝数之比，求出原线圈电压的有效值，即可求出匝数比根据原副线圈的电流大小可比较出线圈导线的粗细 解： A、原线圈电压的有效值 =1100V，而 ，所以原副线圈的匝数比为 5： 1故 A正确 B、变压器在变压的过程中，交流电的频率不变原线圈的频率 f=50Hz所以副线圈交流电的频率为 50Hz故 B正确 C、原副线圈的电流比等于匝数之反比，即 ，副线圈的电流大于原线圈的电流，所以副线圈的导线粗故 C错误 D、副线圈的总电流大于原线圈
24、的电流故 D错误 故选 AB 点评：解决本题的关键掌握交变电流电压的表达式，知道各量表示的含义，知道原副线圈的电压比等于匝数之比 （ 2014 四川）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，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，输电线上损失的功率减小 答案： D 试题分析：根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等同时由变压器电压与匝数成正比，电流与匝数成反比 解： A、发电机的
25、输出电压随时间变化的关系，由图可知， T=0.02s，故 f=，故 A错误； B、由图象可知交流的最大值为 Um=500V，因此其有效值为 U= V，故 B错误； C、输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故 C错误； D、当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故 D正确； 故选： D 点评：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式 （ 2014 浏阳市模拟）远距离输电的示意图如图：
26、若发电机的输出电压不变，两变压器之间输电线电阻不变，其余线路电 阻不计，则下列叙述中不正确的是（ ） A用电高峰时，输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时大 B用电高峰时，输电线上电流较小，因此灯光较暗 C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大 D发电机输出的功率增大时用户得到的电压反而降低 答案： B 试题分析：高峰期时，用户总电阻变小，电流变大，则输电线上的电流变大，电压损失变大，用户得到的电压降低根据 P=UI， U=IR， U2=U3+U 损 分析 解： A、用电高峰期时，用户端用电器的总电阻减小，电流变大，则输电线上的电流增大，损失的功率和损失的电压变大，则用户得到的电压变小，所以灯光较暗输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比为 ，因为输出电压不变，高峰期时，输电电流增大，则用电高峰时，输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时大故 A、 C正确， B错误 D、发动机输出功率增大时，输出电压不变，则输电线上的电流增大，损失的电压增大，则用户得到的电压减小故 D正确 本题选错误的，故选： B 点评：远距离输电一定要画出远距离输电的示意图来，包括发 电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻知道各物理量之间的关系是解题的关键
