5.为了减小远距离输电中的能量损失,应采用的办法是 (
A.在功率不变的情况下,降低输电电压,增大输电电流
B.在功率不变的情况下,提高输电电压,减小输电电流
C.只需提高输电电压就行
D.只需提高输电电流就行
B
)A.在功率不变的情况下,降低输电电压,增大输电电流
B.在功率不变的情况下,提高输电电压,减小输电电流
C.只需提高输电电压就行
D.只需提高输电电流就行
答案
5. B
解析
【分析】
要解决这道题,需明确远距离输电能量损失的核心原因:输电线电阻的热效应会产生能量损失,根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,减小能量损失需优先减小输电电流(电阻通常难以大幅调整);再结合输电功率公式$P=UI$,当输电功率$P$不变时,输电电压与电流成反比,因此需在功率不变的前提下,通过提高电压来减小电流,这是解题的关键逻辑。
【解析】
1. 能量损失的原理:远距离输电时,输电线的电阻$R$会因电流的热效应产生能量损失,根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,在输电时间$t$一定时,能量损失与输电电流$I$的平方成正比,所以减小能量损失的核心是减小输电电流。
2. 输电功率的关系:输电功率$P$满足公式$P=UI$,当输电功率$P$不变时,输电电压$U$和输电电流$I$成反比($I=\frac{P}{U}$),因此提高输电电压可有效减小输电电流。
3. 选项分析:
A选项:功率不变时,降低电压会增大电流,根据焦耳定律,能量损失会增大,错误。
B选项:功率不变时,提高电压减小电流,可减小能量损失,正确。
C选项:仅提高电压未考虑“输电功率不变”的前提,若功率改变则无法保证能量损失减小,错误。
D选项:提高输电电流会增大能量损失,错误。
【答案】
B
【知识点】
远距离输电、焦耳定律、电功率
【点评】
本题考查远距离输电减小能量损失的基础应用,核心是结合焦耳定律和电功率公式分析,需牢记“功率不变时,电压与电流成反比”的规律,属于概念理解类基础题,难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需明确远距离输电能量损失的核心原因:输电线电阻的热效应会产生能量损失,根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,减小能量损失需优先减小输电电流(电阻通常难以大幅调整);再结合输电功率公式$P=UI$,当输电功率$P$不变时,输电电压与电流成反比,因此需在功率不变的前提下,通过提高电压来减小电流,这是解题的关键逻辑。
【解析】
1. 能量损失的原理:远距离输电时,输电线的电阻$R$会因电流的热效应产生能量损失,根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,在输电时间$t$一定时,能量损失与输电电流$I$的平方成正比,所以减小能量损失的核心是减小输电电流。
2. 输电功率的关系:输电功率$P$满足公式$P=UI$,当输电功率$P$不变时,输电电压$U$和输电电流$I$成反比($I=\frac{P}{U}$),因此提高输电电压可有效减小输电电流。
3. 选项分析:
A选项:功率不变时,降低电压会增大电流,根据焦耳定律,能量损失会增大,错误。
B选项:功率不变时,提高电压减小电流,可减小能量损失,正确。
C选项:仅提高电压未考虑“输电功率不变”的前提,若功率改变则无法保证能量损失减小,错误。
D选项:提高输电电流会增大能量损失,错误。
【答案】
B
【知识点】
远距离输电、焦耳定律、电功率
【点评】
本题考查远距离输电减小能量损失的基础应用,核心是结合焦耳定律和电功率公式分析,需牢记“功率不变时,电压与电流成反比”的规律,属于概念理解类基础题,难度较低。
【难度系数】
0.7
6.如图所示,甲、乙两只小鸟落在裸露的输电线上,下列说法正确的是(

A.由于小鸟脚上的角质是绝缘的,所以甲、乙两只小鸟不会触电
B.由于输电线上没有绝缘皮,所以甲、乙两只小鸟都会触电
C.由于小鸟对电流的承受能力较强,所以甲、乙两只小鸟不会触电
D.甲小鸟两脚间的导线电阻很小,电压也很小,几乎没有电流通过它,所以它不会触电,但乙小鸟会触电
D
)A.由于小鸟脚上的角质是绝缘的,所以甲、乙两只小鸟不会触电
B.由于输电线上没有绝缘皮,所以甲、乙两只小鸟都会触电
C.由于小鸟对电流的承受能力较强,所以甲、乙两只小鸟不会触电
D.甲小鸟两脚间的导线电阻很小,电压也很小,几乎没有电流通过它,所以它不会触电,但乙小鸟会触电
答案
6. D
解析
【分析】
要判断小鸟是否触电,需看小鸟身体两端是否有足够电压形成电流。甲小鸟站在同一根输电线上,两脚间导线很短,导线电阻极小,根据欧姆定律,两脚间电压几乎为0,几乎无电流通过,不会触电;乙小鸟两脚分别接触灯泡两端,灯泡有电阻,两脚间存在电压,有电流通过,会触电。据此分析各选项即可。
【解析】
1. 分析甲小鸟:甲的两脚在同一根电线上,两脚间导线电阻极小,由U=IR可知,两脚间电压几乎为0,几乎没有电流通过甲的身体,因此甲不会触电。
2. 分析乙小鸟:乙的两脚分别接触灯泡两端,灯泡有一定电阻,所以乙两脚间存在电压,有电流通过乙的身体,因此乙会触电。
3. 逐一判断选项:
A选项错误:甲不会触电不是因为角质绝缘,而是电压极小;
B选项错误:甲不会触电,并非两只都触电;
C选项错误:甲不会触电不是因为承受电流能力强,是电压小;
D选项正确:符合上述分析。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、触电原理
【点评】
本题考查触电的原理,核心是判断小鸟两脚间是否存在电压,结合欧姆定律分析,属于基础电路应用类题目,需掌握电路中电压的判断方法。
【难度系数】
0.3
要判断小鸟是否触电,需看小鸟身体两端是否有足够电压形成电流。甲小鸟站在同一根输电线上,两脚间导线很短,导线电阻极小,根据欧姆定律,两脚间电压几乎为0,几乎无电流通过,不会触电;乙小鸟两脚分别接触灯泡两端,灯泡有电阻,两脚间存在电压,有电流通过,会触电。据此分析各选项即可。
【解析】
1. 分析甲小鸟:甲的两脚在同一根电线上,两脚间导线电阻极小,由U=IR可知,两脚间电压几乎为0,几乎没有电流通过甲的身体,因此甲不会触电。
2. 分析乙小鸟:乙的两脚分别接触灯泡两端,灯泡有一定电阻,所以乙两脚间存在电压,有电流通过乙的身体,因此乙会触电。
3. 逐一判断选项:
A选项错误:甲不会触电不是因为角质绝缘,而是电压极小;
B选项错误:甲不会触电,并非两只都触电;
C选项错误:甲不会触电不是因为承受电流能力强,是电压小;
D选项正确:符合上述分析。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、触电原理
【点评】
本题考查触电的原理,核心是判断小鸟两脚间是否存在电压,结合欧姆定律分析,属于基础电路应用类题目,需掌握电路中电压的判断方法。
【难度系数】
0.3
7. 如图所示,在发电站和居民区两地之间沿直线架设两条输电线,由发电站向居民区输送电能。两条输电线的总电阻为10 Ω,若发电站输出电压为220 V不变,下列说法正确的是(

A.居民区用户用电器上的电压小于220 V
B.每秒钟输电线上产生的热量为4 840 J
C.若出现触电事故,应迅速拉开触电人员
D.减小输电线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
A
)A.居民区用户用电器上的电压小于220 V
B.每秒钟输电线上产生的热量为4 840 J
C.若出现触电事故,应迅速拉开触电人员
D.减小输电线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
答案
7. A
解析
【分析】
要判断各选项的正确性,需结合输电的电压规律、电热计算、安全用电原则及电阻的影响因素逐一分析:
1. 选项A:发电站输出电压为总电压,输电线存在电阻,电流通过输电线时会产生电压降,根据串联电路电压规律,居民区用户的电压等于总电压减去输电线的电压降,因此必然小于220V,该选项正确。
2. 选项B:输电线上的热量公式为$Q=I^2Rt$,题目未给出输电电流$I$,无法计算1秒内输电线产生的热量,该选项错误。
3. 选项C:触电事故时,直接拉开触电人员会导致施救者触电,正确做法是先切断电源,该选项错误。
4. 选项D:输电线电阻与横截面积成反比,减小横截面积会增大输电线电阻,根据电能损失公式$\Delta P=I^2R$,电阻增大则电能损失增加,应增大横截面积减少损失,该选项错误。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:输电过程中,输电线与居民区用电器串联,总电压等于输电线电压与用户电压之和,即$U_{总}=U_{线}+U_{用户}$,因此$U_{用户}=220V - U_{线}<220V$,A正确。
选项B:由于未知输电电流$I$,无法通过$Q=I^2Rt$计算出每秒钟输电线上产生的热量,B错误。
选项C:触电时,应先切断电源,不能直接拉人,否则施救者也会触电,C错误。
选项D:输电线电阻$R=\rho\frac{L}{S}$,减小横截面积$S$会使$R$增大,电能损失$\Delta P=I^2R$会增加,应增大横截面积减少损失,D错误。
【答案】
A
【知识点】
输电电压规律、电热计算、安全用电
【点评】
本题考查初中物理中输电相关的基础知识点,需掌握串联电路电压规律、电热公式、安全用电原则及电阻的影响因素,通过逐一分析选项即可得出正确答案,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正确性,需结合输电的电压规律、电热计算、安全用电原则及电阻的影响因素逐一分析:
1. 选项A:发电站输出电压为总电压,输电线存在电阻,电流通过输电线时会产生电压降,根据串联电路电压规律,居民区用户的电压等于总电压减去输电线的电压降,因此必然小于220V,该选项正确。
2. 选项B:输电线上的热量公式为$Q=I^2Rt$,题目未给出输电电流$I$,无法计算1秒内输电线产生的热量,该选项错误。
3. 选项C:触电事故时,直接拉开触电人员会导致施救者触电,正确做法是先切断电源,该选项错误。
4. 选项D:输电线电阻与横截面积成反比,减小横截面积会增大输电线电阻,根据电能损失公式$\Delta P=I^2R$,电阻增大则电能损失增加,应增大横截面积减少损失,该选项错误。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:输电过程中,输电线与居民区用电器串联,总电压等于输电线电压与用户电压之和,即$U_{总}=U_{线}+U_{用户}$,因此$U_{用户}=220V - U_{线}<220V$,A正确。
选项B:由于未知输电电流$I$,无法通过$Q=I^2Rt$计算出每秒钟输电线上产生的热量,B错误。
选项C:触电时,应先切断电源,不能直接拉人,否则施救者也会触电,C错误。
选项D:输电线电阻$R=\rho\frac{L}{S}$,减小横截面积$S$会使$R$增大,电能损失$\Delta P=I^2R$会增加,应增大横截面积减少损失,D错误。
【答案】
A
【知识点】
输电电压规律、电热计算、安全用电
【点评】
本题考查初中物理中输电相关的基础知识点,需掌握串联电路电压规律、电热公式、安全用电原则及电阻的影响因素,通过逐一分析选项即可得出正确答案,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
8.将A、B两个金属片插入柠檬制成“水果电池”,用电压表测量水果电池的电压,如图所示,则该电池的正极是
如果想获得2.4 V的电压,则需要把
A
(选填“A”或“B”);“水果电池”在供电时把化学能
转化为电能
,如果想获得2.4 V的电压,则需要把
3
节这样的“水果电池”串
联起来。答案
8. A 化学能 电能 3 串
解析
【分析】
要解答本题,需依次解决三个问题:①判断水果电池的正极:利用电压表的使用规则,电压表正向偏转时,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,因此与电压表正接线柱相连的金属片为电池正极;②明确水果电池的能量转化:水果电池通过化学反应提供电能,消耗化学能,转化为电能;③计算串联电池的节数:串联电池组的总电压等于各节电池电压之和,先读出单节水果电池的电压,再计算获得2.4V所需的电池节数和连接方式。
【解析】
1. 正极判断:电压表使用时,电流从正接线柱流入、负接线柱流出时指针正向偏转。由图可知,电压表选用0~3V量程,正接线柱(“3”接线柱)与金属片A相连,负接线柱与B相连,指针正向偏转,因此水果电池的正极是A。
2. 能量转化:水果电池供电时,内部发生化学反应,将化学能转化为电能。
3. 电池串联:电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,指针示数为0.8V;根据串联电池总电压等于各节电压之和,要获得2.4V电压,需要的电池节数为 $ n = \frac{2.4V}{0.8V} = 3 $ 节,应将电池串联起来。
【答案】
A 化学能 电能 3 串
【知识点】
电压表使用 能量转化 串联电路电压规律
【点评】
本题结合水果电池考查电压表的使用、能量转化及串联电池的电压规律,属于基础题型,侧重考查学生对基础知识的掌握和应用能力,难度不大。
【难度系数】
0.6
要解答本题,需依次解决三个问题:①判断水果电池的正极:利用电压表的使用规则,电压表正向偏转时,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,因此与电压表正接线柱相连的金属片为电池正极;②明确水果电池的能量转化:水果电池通过化学反应提供电能,消耗化学能,转化为电能;③计算串联电池的节数:串联电池组的总电压等于各节电池电压之和,先读出单节水果电池的电压,再计算获得2.4V所需的电池节数和连接方式。
【解析】
1. 正极判断:电压表使用时,电流从正接线柱流入、负接线柱流出时指针正向偏转。由图可知,电压表选用0~3V量程,正接线柱(“3”接线柱)与金属片A相连,负接线柱与B相连,指针正向偏转,因此水果电池的正极是A。
2. 能量转化:水果电池供电时,内部发生化学反应,将化学能转化为电能。
3. 电池串联:电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,指针示数为0.8V;根据串联电池总电压等于各节电压之和,要获得2.4V电压,需要的电池节数为 $ n = \frac{2.4V}{0.8V} = 3 $ 节,应将电池串联起来。
【答案】
A 化学能 电能 3 串
【知识点】
电压表使用 能量转化 串联电路电压规律
【点评】
本题结合水果电池考查电压表的使用、能量转化及串联电池的电压规律,属于基础题型,侧重考查学生对基础知识的掌握和应用能力,难度不大。
【难度系数】
0.6
9.家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触
火线
引起的;高压触电的类型是高压电弧触电和跨步电压
触电。答案
9. 火线 跨步电压
解析
【分析】
本题考查安全用电中触电的相关常识,解题时需回忆家庭电路触电的成因,以及高压触电的两种类型:家庭电路中触电的核心是人体接触火线,使电流通过人体形成通路;高压触电包含高压电弧触电和跨步电压触电两类,据此可完成填空。
【解析】
家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触火线引起的;高压触电的类型是高压电弧触电和跨步电压触电。
【答案】
火线;跨步电压
【知识点】
家庭电路触电;高压触电类型
【点评】
本题为安全用电板块的基础识记题,考查学生对触电成因及高压触电类型的掌握,属于初中物理的常考基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查安全用电中触电的相关常识,解题时需回忆家庭电路触电的成因,以及高压触电的两种类型:家庭电路中触电的核心是人体接触火线,使电流通过人体形成通路;高压触电包含高压电弧触电和跨步电压触电两类,据此可完成填空。
【解析】
家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接接触火线引起的;高压触电的类型是高压电弧触电和跨步电压触电。
【答案】
火线;跨步电压
【知识点】
家庭电路触电;高压触电类型
【点评】
本题为安全用电板块的基础识记题,考查学生对触电成因及高压触电类型的掌握,属于初中物理的常考基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
10.在输送电能的过程中,为了减小电能在线路中的损耗通常采取
高压
(选填“高压”或“低压”)输电的方式把强大的电能送到远方。到达生活区时,再将电压降低为220
V供日常使用。答案
10. 高压 220
解析
【分析】
本题考查输电相关的基础知识点,解题思路:首先回忆输电损耗的原理,输送功率一定时,根据公式$P=UI$,提高输电电压可减小输电电流,结合焦耳定律可知电流减小能降低线路损耗,因此采用高压输电;其次识记日常家庭用电的标准电压,即可得出答案。
【解析】
根据电功率公式$P=UI$,当输送的总功率$P$一定时,提高输电电压$U$,输电电流$I$会减小;再根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,线路电阻$R$和输电时间$t$不变时,电流$I$越小,线路损耗的电能越少,所以采用高压输电来减小电能损耗。我国日常家庭电路的供电电压为220V,因此到达生活区后需将电压降低为220V供日常使用。
【答案】高压;220
【知识点】高压输电、家庭电路电压
【点评】本题属于基础识记类题目,考查输电的核心原理和日常用电常识,难度较低,是电学部分的基础考点。
【难度系数】0.9
本题考查输电相关的基础知识点,解题思路:首先回忆输电损耗的原理,输送功率一定时,根据公式$P=UI$,提高输电电压可减小输电电流,结合焦耳定律可知电流减小能降低线路损耗,因此采用高压输电;其次识记日常家庭用电的标准电压,即可得出答案。
【解析】
根据电功率公式$P=UI$,当输送的总功率$P$一定时,提高输电电压$U$,输电电流$I$会减小;再根据焦耳定律$Q=I^2Rt$,线路电阻$R$和输电时间$t$不变时,电流$I$越小,线路损耗的电能越少,所以采用高压输电来减小电能损耗。我国日常家庭电路的供电电压为220V,因此到达生活区后需将电压降低为220V供日常使用。
【答案】高压;220
【知识点】高压输电、家庭电路电压
【点评】本题属于基础识记类题目,考查输电的核心原理和日常用电常识,难度较低,是电学部分的基础考点。
【难度系数】0.9
11.如图所示,不会造成触电的是图
火线 零线
甲
火线 零线

火线 零线
丙
丁
丙
,属于高压触电的是图丁
。火线 零线
甲
火线 零线
火线 零线
丙
丁
答案
11. 丙 丁
解析
【分析】要判断是否触电,需依据触电的原理:当人体形成电流通路(有电流通过人体)时会发生触电。低压触电分为单线触电(人体接触火线并与大地连通)、双线触电(人体同时接触火线和零线);高压触电包括高压电弧触电、跨步电压触电等。逐一分析各图:甲图中,人站在地面(导体),手接触火线,电流经人体流向大地形成通路,会触电;乙图中,人站在凳子上,同时接触火线和零线,电流经人体在火线与零线间形成通路,会触电;丙图中,人站在绝缘凳子上,仅接触火线,未与零线或大地连通,无法形成电流通路,不会触电;丁图中,人靠近高压带电体,发生高压电弧触电,属于高压触电。
【解析】根据触电原理分析:
1. 甲图:人站在地面,接触火线,电流路径为火线→人体→大地,形成闭合回路,发生低压触电;
2. 乙图:人同时接触火线和零线,电流路径为火线→人体→零线,形成闭合回路,发生低压触电;
3. 丙图:人站在绝缘凳子上,仅接触火线,未形成电流回路,无电流通过人体,不会触电;
4. 丁图:人靠近高压带电体,发生高压电弧触电,属于高压触电。
综上,不会造成触电的是丙图,属于高压触电的是丁图。
【答案】丙 丁
【知识点】触电类型、安全用电
【点评】本题考查安全用电中触电类型的判断,需明确低压、高压触电的成因,区分是否形成电流通路是解题核心,属于基础安全用电知识的应用。
【难度系数】0.3
【解析】根据触电原理分析:
1. 甲图:人站在地面,接触火线,电流路径为火线→人体→大地,形成闭合回路,发生低压触电;
2. 乙图:人同时接触火线和零线,电流路径为火线→人体→零线,形成闭合回路,发生低压触电;
3. 丙图:人站在绝缘凳子上,仅接触火线,未形成电流回路,无电流通过人体,不会触电;
4. 丁图:人靠近高压带电体,发生高压电弧触电,属于高压触电。
综上,不会造成触电的是丙图,属于高压触电的是丁图。
【答案】丙 丁
【知识点】触电类型、安全用电
【点评】本题考查安全用电中触电类型的判断,需明确低压、高压触电的成因,区分是否形成电流通路是解题核心,属于基础安全用电知识的应用。
【难度系数】0.3
12. 如图所示是某医院的应急供电线路示意图。发电机到用电区的输电线路所用导线电阻为0.01 Ω/m,发电机的输出电压为260 V。用电区内每个用电器的额定电压均为220 V,总功率为44 kW。当这些用电器都正常工作时,求:

(1)输电线路中的电流。
(2)输电线路损失的电功率。
(3)发电机与用电区间的距离。
(1)输电线路中的电流。
(2)输电线路损失的电功率。
(3)发电机与用电区间的距离。
答案
12. (1)200 A (2)8 000 W (3)10 m
解析:(1)由 P=UI 可得,输电线路中的电流
$I=\frac{P_{用电器}}{U_{用电器}}=\frac{44×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=200\ \mathrm{A}$。
(2)因串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,输电线路损失的电压$U_{线}=U_{发电机}-U_{用电器}=260\ \mathrm{V}-220\ \mathrm{V}=40\ \mathrm{V}$,则输电线路损失的电功率
$P_{损}=U_{线}I=40\ \mathrm{V}×200\ \mathrm{A}=8\ 000\ \mathrm{W}$。
(3)由$I=\frac{U}{R}$可得,输电线路的总电阻$R_{线}=\frac{U_{线}}{I}=\frac{40\ \mathrm{V}}{200\ \mathrm{A}}=0.2\ \Omega$,因为导线电阻为 0.01 Ω/m,且输电线路为双股,所以,发电机与用电区间的距离$s=\frac{1}{2}×\frac{0.2\ \Omega}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}}=10\ \mathrm{m}$。
解析:(1)由 P=UI 可得,输电线路中的电流
$I=\frac{P_{用电器}}{U_{用电器}}=\frac{44×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=200\ \mathrm{A}$。
(2)因串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,输电线路损失的电压$U_{线}=U_{发电机}-U_{用电器}=260\ \mathrm{V}-220\ \mathrm{V}=40\ \mathrm{V}$,则输电线路损失的电功率
$P_{损}=U_{线}I=40\ \mathrm{V}×200\ \mathrm{A}=8\ 000\ \mathrm{W}$。
(3)由$I=\frac{U}{R}$可得,输电线路的总电阻$R_{线}=\frac{U_{线}}{I}=\frac{40\ \mathrm{V}}{200\ \mathrm{A}}=0.2\ \Omega$,因为导线电阻为 0.01 Ω/m,且输电线路为双股,所以,发电机与用电区间的距离$s=\frac{1}{2}×\frac{0.2\ \Omega}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}}=10\ \mathrm{m}$。
解析
【分析】
本题考查输电线路的电学计算,解题思路如下:
1. 求输电线路中的电流:用电器正常工作时电压为额定电压,总功率已知,根据电功率公式$P=UI$变形可直接计算电流;
2. 求输电线路损失的电功率:发电机输出电压等于用电器两端电压与线路损失电压之和,先算出线路损失电压,再结合已求出的电流,用$P=UI$计算损失功率;
3. 求发电机与用电区间的距离:先根据欧姆定律算出输电线路总电阻,结合导线单位长度电阻,注意输电线路为双股(火线和零线),总导线长度是距离的2倍,进而算出距离。
【解析】
解:(1) 用电器正常工作时,两端电压$U_{\mathrm{用}} = 220\ \mathrm{V}$,总功率$P_{\mathrm{用}} = 44\ \mathrm{kW} = 44 × 10^3\ \mathrm{W}$。
根据$P = UI$,输电线路中的电流:
$I = \frac{P_{\mathrm{用}}}{U_{\mathrm{用}}} = \frac{44 × 10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 200\ \mathrm{A}$。
(2) 发电机输出电压$U_{\mathrm{发}} = 260\ \mathrm{V}$,输电线路损失的电压:
$U_{\mathrm{线}} = U_{\mathrm{发}} - U_{\mathrm{用}} = 260\ \mathrm{V} - 220\ \mathrm{V} = 40\ \mathrm{V}$。
输电线路损失的电功率:
$P_{\mathrm{损}} = U_{\mathrm{线}}I = 40\ \mathrm{V} × 200\ \mathrm{A} = 8000\ \mathrm{W}$。
(3) 根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$,输电线路总电阻:
$R_{\mathrm{线}} = \frac{U_{\mathrm{线}}}{I} = \frac{40\ \mathrm{V}}{200\ \mathrm{A}} = 0.2\ \Omega$。
已知导线电阻为$0.01\ \Omega/\mathrm{m}$,输电线路为双股,因此发电机与用电区间的距离:
$s = \frac{1}{2} × \frac{R_{\mathrm{线}}}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}} = \frac{1}{2} × \frac{0.2\ \Omega}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}} = 10\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 200 A;(2) 8000 W;(3) 10 m
【知识点】
电功率计算、欧姆定律应用、输电线路电阻计算
【点评】
本题结合实际应急供电场景,考查电学公式的综合应用,解题关键是注意输电线路为双股导线,计算距离时需将总导线长度除以2,整体难度适中,是电学知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.6
本题考查输电线路的电学计算,解题思路如下:
1. 求输电线路中的电流:用电器正常工作时电压为额定电压,总功率已知,根据电功率公式$P=UI$变形可直接计算电流;
2. 求输电线路损失的电功率:发电机输出电压等于用电器两端电压与线路损失电压之和,先算出线路损失电压,再结合已求出的电流,用$P=UI$计算损失功率;
3. 求发电机与用电区间的距离:先根据欧姆定律算出输电线路总电阻,结合导线单位长度电阻,注意输电线路为双股(火线和零线),总导线长度是距离的2倍,进而算出距离。
【解析】
解:(1) 用电器正常工作时,两端电压$U_{\mathrm{用}} = 220\ \mathrm{V}$,总功率$P_{\mathrm{用}} = 44\ \mathrm{kW} = 44 × 10^3\ \mathrm{W}$。
根据$P = UI$,输电线路中的电流:
$I = \frac{P_{\mathrm{用}}}{U_{\mathrm{用}}} = \frac{44 × 10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 200\ \mathrm{A}$。
(2) 发电机输出电压$U_{\mathrm{发}} = 260\ \mathrm{V}$,输电线路损失的电压:
$U_{\mathrm{线}} = U_{\mathrm{发}} - U_{\mathrm{用}} = 260\ \mathrm{V} - 220\ \mathrm{V} = 40\ \mathrm{V}$。
输电线路损失的电功率:
$P_{\mathrm{损}} = U_{\mathrm{线}}I = 40\ \mathrm{V} × 200\ \mathrm{A} = 8000\ \mathrm{W}$。
(3) 根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$,输电线路总电阻:
$R_{\mathrm{线}} = \frac{U_{\mathrm{线}}}{I} = \frac{40\ \mathrm{V}}{200\ \mathrm{A}} = 0.2\ \Omega$。
已知导线电阻为$0.01\ \Omega/\mathrm{m}$,输电线路为双股,因此发电机与用电区间的距离:
$s = \frac{1}{2} × \frac{R_{\mathrm{线}}}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}} = \frac{1}{2} × \frac{0.2\ \Omega}{0.01\ \Omega/\mathrm{m}} = 10\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 200 A;(2) 8000 W;(3) 10 m
【知识点】
电功率计算、欧姆定律应用、输电线路电阻计算
【点评】
本题结合实际应急供电场景,考查电学公式的综合应用,解题关键是注意输电线路为双股导线,计算距离时需将总导线长度除以2,整体难度适中,是电学知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.6
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