為了滿足小區電梯、消防泵等設備的應急用電，小區安裝了額定輸出功率為22kW應急柴油發電機（柴油機帶動發電機發電...

問題詳情：

為了滿足小區電梯、消防泵等設備的應急用電，小區安裝了額定輸出功率為22kW應急柴油發電機（柴油機帶動發電機發電）．若發電機以額定功率發電，由輸電線路將電能輸送到用電區，輸送電壓為220V，輸電線路的總電阻為0.75Ω．求：

（1）輸電線路中的電流多大？

（2）由於電流流過輸電線路發熱，1min損失的電能是多少？

（3）若需要應急共電3h，發電機工作時的發電效率為30%，則最少需要準備多少kg柴油？（柴油的熱值為4.0×107J/kg）

（4）為減少輸送線路的電能損失，應採取什麼措施？（寫出一點即可）

【回答】

【考點】電功率與電壓、電流的關係；能量利用效率；電功率與電能、時間的關係．

【分析】（1）知道輸送電壓，根據P=UI求出發電機以額定功率發電時輸電線路中的電流；

（2）根據Q=I2Rt求出輸電線路1min損失的電能；

（3）知道柴油發電機的輸出功率和工作時間，根據W=Pt求出輸出的電能，利用η=×100%求出柴油完全燃燒釋放的熱量，根據Q放=mq求出所需柴油的質量；

（4）遠距離輸電過程中，電能耗損主要是由於電流的熱效應而造成的，根據功率公式P=I2R和P=UI分析減小遠距離輸電電能損失的措施．

【解答】解：（1）由P=UI可得，輸電線路中的電流：

I===100A；

（2）輸電線路1min損失的電能：

Q=I2Rt=（100A）2×0.75Ω×60s=4.5×105J；

（3）由P=可得，柴油發電機輸出的電能：

W=P發t=22×103W×3×3600s=2.376×108J，

由η=×100%可得，柴油完全燃燒釋放的熱量：

Q放===7.92×108J，

由Q放=mq可得，所需柴油的質量：

m===19.8kg；

（4）在輸電電流I輸一定的情況下，由公式P輸=I輸2R知，輸電導線電阻R越小，輸電功率損失越小；

在輸電導線電阻R一定的情況下，由P輸=I輸2R知，輸電電流I輸越小，由I輸=可知提高輸出電壓，功率P輸損失越小，故要減少輸電線路上的損失功率，應採取的辦法是高壓輸電、減小輸電線的電阻．

答：（1）輸電線路中的電流為100A；

（2）由於電流流過輸電線路發熱，1min損失的電能是4.5×105J；

（3）若需要應急共電3h，發電機工作時的發電效率為30%，則最少需要準備19.8kg柴油；

（4）為減少輸送線路的電能損失，應採取高壓輸電或減小輸電線的電阻．

【點評】本題考查了電功率公式、焦耳定律、電功公式、效率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應用以及減小輸電線路電功率損失的方法，與我們的日常生活聯繫比較緊密，有利於培養學生學習物理的興趣．

知識點：各地中考

題型：計算題