Question

（2005?武汉）我市阳逻电厂三期扩建工程完工后，其发电机组的总输出功率将达到2.4×10⁶kW，成为华中地区最大火力发电厂之一．
（1）发电机的工作原理是什么？如果该发电机组一年输出电能1.2×10¹⁰kW?h，发电机组一年工作的总时间为多少小时？
（2）如果某发电机每发出1度电，要消耗热值为3.0×10⁷J/㎏的标准煤0.4㎏，该发电机的效率为多大？
（3）若电厂通过供电系统用220V的恒定电压给小刚家所在的离电厂较远的小区供电，某天小刚发现自家“220V100W”的白炽灯工作10min时，消耗电能为4.86×10⁴J，已知小刚家进户线上装有一空气开关，当电流达到20A时，空气开关自动“跳闸”，他家此时允许消耗的最大电功率为多大？（不考虑温度对电阻的影响）

Answer 1

分析：根据发电机的原理是电磁感应、热机的效率以及电功率的公式变形代入数值，来进行解答．

解答：解：（1）发电机的工作原理是电磁感应现象
由题意所知，W=1.2×10¹⁰kWhP=2.4×10⁶kW
根据P=

W

t

得到t=

W

P

=

1.2×1010kW

2.4×106kW

=5×103h
（2）完全燃烧0.4千克煤所放出的热量Q=qm=3.0×10⁷J/㎏×0.4㎏=1.2×10⁷J，W_有=1kWh=3.6×10⁶J
发电机的效率η=

W

Q

×100%=

3.6×106J

1.2×107J

×100%=30%
（3）根据题意：10min=600s  灯泡的实际电功率P_实=

W

t

= 

4.86×104J

600s

=81W
根据P=UI I=

U

R

得P=

U2

R

P_额=

U 2 额

R

P_实=

U 2 实

R

可得出：

U 2 额

P额

=

U 2 实

P实

，U实=

U 2 额 P实 P额

=

(220v)2×81W 100W =

198v
P=UI=198v×20A=3.96×10³W
答：（1）发电机的工作原理是电磁感应现象；发电机组一年工作的总时间为5×10³小时；
（2）发电机的效率为30%；
（3）消耗的最大电功率为3.96×10³W．

点评：考查了发电机的工作原理以及效率的计算核电功率的计算．