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6.如图是某住宅小区的供电线路示意图，若在供电站用降压变压器将电压降为220 V（$U_1=220$ V），然后，用两根输电线输送到用户处，如果每1 m输电线的电阻为0.000 1 Ω，该住宅小区正常用电时，输电线中电流为100 A。
(1)请通过计算说明该降压变压器若安装在供电站处有何不妥。
(2)实际用电中是怎样处理的？
(1)请通过计算说明该降压变压器若安装在供电站处有何不妥。
(2)实际用电中是怎样处理的？
答案
6.(1)输电线上的电阻:$r=0.000 1\ \Omega/\mathrm{m} × 4\ 000\ \mathrm{m}=0.4\ \Omega$
输电线两端的电压:$U_{\mathrm{线}}=Ir=100\ \mathrm{A} × 0.4\ \Omega=40\ \mathrm{V}$
用户所得电压:$U_{\mathrm{户}}=U-U_{\mathrm{线}}=220\ \mathrm{V}-40\ \mathrm{V}=180\ \mathrm{V}＜220\ \mathrm{V}$
所以用户所在位置电压变小,用电器不会正常工作。
(2)采用高压输电,在用户附近使用降压变压器降压。
输电线两端的电压:$U_{\mathrm{线}}=Ir=100\ \mathrm{A} × 0.4\ \Omega=40\ \mathrm{V}$
用户所得电压:$U_{\mathrm{户}}=U-U_{\mathrm{线}}=220\ \mathrm{V}-40\ \mathrm{V}=180\ \mathrm{V}＜220\ \mathrm{V}$
所以用户所在位置电压变小,用电器不会正常工作。
(2)采用高压输电,在用户附近使用降压变压器降压。
解析
【分析】
要解决问题，首先需明确输电线是两根，总长度为供电距离的2倍，先计算输电线总电阻，再根据欧姆定律算出输电线上的电压损失，进而得到用户端电压，判断用电器能否正常工作；第二问结合高压输电减少损耗的原理分析实际处理方法。
【解析】
(1) 计算输电线总长度：因为输电线有两根，供电距离为2 km，所以总长度 $ L = 2 × 2\ \mathrm{km} = 4000\ \mathrm{m} $。
输电线的总电阻：$ r = 0.0001\ \Omega/\mathrm{m} × L = 0.0001\ \Omega/\mathrm{m} × 4000\ \mathrm{m} = 0.4\ \Omega $。
输电线上的电压损失：$ U_{\mathrm{线}} = Ir = 100\ \mathrm{A} × 0.4\ \Omega = 40\ \mathrm{V} $。
用户所得电压：$ U_{\mathrm{户}} = U_1 - U_{\mathrm{线}} = 220\ \mathrm{V} - 40\ \mathrm{V} = 180\ \mathrm{V} $，小于用电器的额定电压220 V，因此用户处用电器无法正常工作。
(2) 实际用电中，采用高压输电，减少输电线上的电压损失，在用户附近再使用降压变压器，将电压降到220 V供用户使用。
【答案】
(1) 用户所得电压为180 V，小于额定电压220 V，用电器无法正常工作；
(2) 采用高压输电，在用户附近使用降压变压器降压。
【知识点】
输电电压损失、高压输电原理
【点评】
本题考查输电过程中的电压损失计算及高压输电的实际应用，关键在于注意输电线总长度为供电距离的2倍，避免计算错误，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
要解决问题，首先需明确输电线是两根，总长度为供电距离的2倍，先计算输电线总电阻，再根据欧姆定律算出输电线上的电压损失，进而得到用户端电压，判断用电器能否正常工作；第二问结合高压输电减少损耗的原理分析实际处理方法。
【解析】
(1) 计算输电线总长度：因为输电线有两根，供电距离为2 km，所以总长度 $ L = 2 × 2\ \mathrm{km} = 4000\ \mathrm{m} $。
输电线的总电阻：$ r = 0.0001\ \Omega/\mathrm{m} × L = 0.0001\ \Omega/\mathrm{m} × 4000\ \mathrm{m} = 0.4\ \Omega $。
输电线上的电压损失：$ U_{\mathrm{线}} = Ir = 100\ \mathrm{A} × 0.4\ \Omega = 40\ \mathrm{V} $。
用户所得电压：$ U_{\mathrm{户}} = U_1 - U_{\mathrm{线}} = 220\ \mathrm{V} - 40\ \mathrm{V} = 180\ \mathrm{V} $，小于用电器的额定电压220 V，因此用户处用电器无法正常工作。
(2) 实际用电中，采用高压输电，减少输电线上的电压损失，在用户附近再使用降压变压器，将电压降到220 V供用户使用。
【答案】
(1) 用户所得电压为180 V，小于额定电压220 V，用电器无法正常工作；
(2) 采用高压输电，在用户附近使用降压变压器降压。
【知识点】
输电电压损失、高压输电原理
【点评】
本题考查输电过程中的电压损失计算及高压输电的实际应用，关键在于注意输电线总长度为供电距离的2倍，避免计算错误，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
7.如图是某同学在宣传安全用电时所画的两幅图,请你为它们配上解说词。
甲图：
乙图：
甲图：
警惕跨步电压触电
。乙图：
远离高压带电体,防止高压电弧触电
。答案
7.警惕跨步电压触电 远离高压带电体,防止高压电弧触电
解析
【分析】首先观察甲图：断落地面的高压输电线，人站在其周围，此时人两脚间会形成跨步电压，引发触电事故，对应跨步电压触电类型；再看乙图：高压输电线附近放风筝，风筝线接触高压线会产生电弧放电，引发高压电弧触电类型。需结合两种高压触电的场景，给出对应的安全警示解说词。
【解析】甲图中，断落的高压输电线落在地面，当人走近时，两脚之间存在跨步电压，电流通过人体形成回路，造成触电，因此解说词为“警惕跨步电压触电”；乙图中，在高压输电线附近放风筝，风筝线接触高压线时会发生高压电弧放电，电流通过人体导致触电，因此解说词为“远离高压带电体，防止高压电弧触电”。
【答案】警惕跨步电压触电；远离高压带电体，防止高压电弧触电
【知识点】安全用电原则；高压触电类型
【点评】本题结合安全用电宣传图，考查对两种高压触电类型的理解，贴近生活实际，帮助学生掌握安全用电知识，增强安全意识，属于基础题。
【难度系数】0.5
【解析】甲图中，断落的高压输电线落在地面，当人走近时，两脚之间存在跨步电压，电流通过人体形成回路，造成触电，因此解说词为“警惕跨步电压触电”；乙图中，在高压输电线附近放风筝，风筝线接触高压线时会发生高压电弧放电，电流通过人体导致触电，因此解说词为“远离高压带电体，防止高压电弧触电”。
【答案】警惕跨步电压触电；远离高压带电体，防止高压电弧触电
【知识点】安全用电原则；高压触电类型
【点评】本题结合安全用电宣传图，考查对两种高压触电类型的理解，贴近生活实际，帮助学生掌握安全用电知识，增强安全意识，属于基础题。
【难度系数】0.5
1.如图,电源适配器通过数据线向充电宝充电的过程中,电压、电流变化图像如图甲、乙所示。
(1)在滑流充电过程中,充电的电功率如何变化?
(2)求出恒流充电过程中电流做的功W。
(3)若恒流充电过程中的效率为80%,则此过程中充电宝电池增加的化学能E为
(4)写出E和W不相等的原因:
(1)在滑流充电过程中,充电的电功率如何变化?
变小
(填“变大”“变小”或“不变”),依据是:在滑流充电过程中,充电电压不变,充电电流变小,所以充电的电功率变小
。(2)求出恒流充电过程中电流做的功W。
(3)若恒流充电过程中的效率为80%,则此过程中充电宝电池增加的化学能E为
$8.64×10^4$
J。(4)写出E和W不相等的原因:
充电过程中,充电宝发热,有部分电能转化为内能损失了,所以E和W不相等
。答案
1.(1)变小 在滑流充电过程中,充电电压不变,充电电流变小,所以充电的电功率变小
(2)由图可知,恒流充电过程中充电宝两端电压为12 V,通过充电宝的电流为1 A,充电时间:2.5 h=2.5×3 600 s=9 000 s。所以充电过程中电流做的功:$W=UIt=12\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 9\ 000\ \mathrm{s}=1.08 × 10^5\ \mathrm{J}$
(3)$8.64×10^4$
(4)充电过程中,充电宝发热,有部分电能转化为内能损失了,所以E和W不相等
(2)由图可知,恒流充电过程中充电宝两端电压为12 V,通过充电宝的电流为1 A,充电时间:2.5 h=2.5×3 600 s=9 000 s。所以充电过程中电流做的功:$W=UIt=12\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 9\ 000\ \mathrm{s}=1.08 × 10^5\ \mathrm{J}$
(3)$8.64×10^4$
(4)充电过程中,充电宝发热,有部分电能转化为内能损失了,所以E和W不相等
解析
【分析】
要解决本题，需从甲、乙两图中提取充电过程的电压、电流、时间等关键信息：（1）根据滑流阶段的电压和电流变化，结合电功率公式判断功率变化；（2）确定恒流阶段的电压、电流和时间，利用电功公式计算电流做功；（3）结合充电效率计算充电宝增加的化学能；（4）从能量转化角度分析电能与化学能不等的原因。
【解析】
（1）由图甲可知，滑流充电过程中充电电压U保持12V不变；由图乙可知，滑流充电过程中充电电流I逐渐减小。根据电功率公式$P=UI$，当电压U不变时，电流I减小则电功率P变小，因此充电的电功率变小。
（2）恒流充电过程中，由图甲得充电电压$U=12\ \mathrm{V}$，由图乙得充电电流$I=1\ \mathrm{A}$，恒流充电时间$t=2.5\ \mathrm{h}=2.5×3600\ \mathrm{s}=9000\ \mathrm{s}$。根据电功公式$W=UIt$，代入数据得：$W=12\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}×9000\ \mathrm{s}=1.08×10^5\ \mathrm{J}$。
（3）已知恒流充电效率为80%，则充电宝增加的化学能$E=W×80\%=1.08×10^5\ \mathrm{J}×0.8=8.64×10^4\ \mathrm{J}$。
（4）充电过程中，电流通过充电宝内部的电阻会产生热量，部分电能转化为内能散失，因此电流做的总功W大于转化为化学能的E，二者不相等。
【答案】
（1）变小；在滑流充电过程中，充电电压不变，充电电流变小，根据$P=UI$可知电功率变小
（2）$1.08×10^5\ \mathrm{J}$
（3）$8.64×10^4\ \mathrm{J}$
（4）充电过程中，充电宝发热，部分电能转化为内能损失，所以E和W不相等
【知识点】
电功率、电功计算、能量转化
【点评】
本题结合充电过程的U-I图像，考查电功率、电功的计算及能量转化，需要学生准确提取图像中的关键数据，运用电学公式解题，属于电学基础应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需从甲、乙两图中提取充电过程的电压、电流、时间等关键信息：（1）根据滑流阶段的电压和电流变化，结合电功率公式判断功率变化；（2）确定恒流阶段的电压、电流和时间，利用电功公式计算电流做功；（3）结合充电效率计算充电宝增加的化学能；（4）从能量转化角度分析电能与化学能不等的原因。
【解析】
（1）由图甲可知，滑流充电过程中充电电压U保持12V不变；由图乙可知，滑流充电过程中充电电流I逐渐减小。根据电功率公式$P=UI$，当电压U不变时，电流I减小则电功率P变小，因此充电的电功率变小。
（2）恒流充电过程中，由图甲得充电电压$U=12\ \mathrm{V}$，由图乙得充电电流$I=1\ \mathrm{A}$，恒流充电时间$t=2.5\ \mathrm{h}=2.5×3600\ \mathrm{s}=9000\ \mathrm{s}$。根据电功公式$W=UIt$，代入数据得：$W=12\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}×9000\ \mathrm{s}=1.08×10^5\ \mathrm{J}$。
（3）已知恒流充电效率为80%，则充电宝增加的化学能$E=W×80\%=1.08×10^5\ \mathrm{J}×0.8=8.64×10^4\ \mathrm{J}$。
（4）充电过程中，电流通过充电宝内部的电阻会产生热量，部分电能转化为内能散失，因此电流做的总功W大于转化为化学能的E，二者不相等。
【答案】
（1）变小；在滑流充电过程中，充电电压不变，充电电流变小，根据$P=UI$可知电功率变小
（2）$1.08×10^5\ \mathrm{J}$
（3）$8.64×10^4\ \mathrm{J}$
（4）充电过程中，充电宝发热，部分电能转化为内能损失，所以E和W不相等
【知识点】
电功率、电功计算、能量转化
【点评】
本题结合充电过程的U-I图像，考查电功率、电功的计算及能量转化，需要学生准确提取图像中的关键数据，运用电学公式解题，属于电学基础应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
