题目内容

14.如图为远距离输电电路图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器.某河段安装一台发电机,发出的功率为1000KW,发电机输出电压为500V,在输送途中输电线的电阻为5Ω,允许损耗总功率的5%,用户额定电压为220V.下列结论正确的是(  )
A.用户所用升压变压器原、副线圈匝数比应为1:20
B.用户所用升压变压器原、副线圈匝数比应为500:11
C.随用户用电器的增多,降压变压器的输出电压降低
D.随用户用电器的增多,输电效率增大

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,输出电压由输入电压决定;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.

解答 解:AB、输电线上损耗的功率为:
${P}_{损}^{\;}=1000×1{0}_{\;}^{3}×5%=5×1{0}_{\;}^{4}W$
根据${P}_{损}^{\;}={I}_{\;}^{2}R$得:
$I=\sqrt{\frac{{P}_{损}^{\;}}{R}}=\sqrt{\frac{5×1{0}_{\;}^{4}}{5}}=100A$
升压变压器原线圈上的电流为:
${I}_{1}^{\;}=\frac{P}{{U}_{1}^{\;}}=\frac{1000×1{0}_{\;}^{3}}{500}=2000A$
升压变压器原副线圈的匝数之比为:
$\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}=\frac{I}{{I}_{1}^{\;}}=\frac{100}{2000}=\frac{1}{20}$.故A正确,B错误;
C、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=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C正确.
D、根据P损=${I}_{线}^{2}R$,随用户用电器的增多,则电路中的电流增大,电厂的输出功率增大,则:η=$[1-\frac{(\frac{P}{U})^{2}R}{P}]×$100%=$(1-\frac{PR}{{U}^{2}})×100$%,发电厂的输出电压不变,输电线上的电阻不变,所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大;输电效率随着发电厂输出功率的增大而减小.故D错误.
故选:AC

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.

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