题目内容

淮安热电厂改进工程即将开工，预计2010年投产．该电厂是国家“十一五”重点建设项目，规划装机总容量为400万千瓦，总投资约160亿元，其中改进工程建设的发电机组是由2台超超临界燃煤机组成，每台功率达到100万千瓦，代表了国内火电发展的方向．所谓超超临界，意为燃料的超级充分燃烧，二氧化碳等有害气体超级的绝少排放，发电效率的超级高效．两台机组投入运行后，每年将向华东电网提供100亿千瓦时的电量．
（1）发电机的工作原理是什么？改进工程投产后，与传统的热电厂比较，将有什么显著的优点？（只要答出一点）
（2）若一台新型发电机一年输出电能6×109kW?h，它一年工作的总时间为多少天？
（3）如果某传统燃煤发电机每发出1度电，要消耗热值为3.0×107J/kg的标准煤0.4kg，该发电机的效率为多大？
（4）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）
分析：（1）电磁感应现象原理是“导体在磁场中运动产生电流”，说明机械能转化成电能．发电机就是机械能转化成电能，从环保角度入手分析优点；
（2）已知功率和电能的大小，根据公式t=
W
P
可求工作的时间；
（3）根据Q=qm计算出煤产生的热量，又知有用的电能，利用效率公式计算；
（4）根据消耗的电能和时间计算出实际功率，进而计算出实际电压，最后计算功率．
解答：解：（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，这种发电机的优点是：污染比较小，环保节能．
（2）由题意所知，W=6×109kW?h，P=1000000kW=1×106kW
根据P=
W
t

得到t1=
W
P
=
6×109kW?h
1×106kW
=6000h=250天；
（3）完全燃烧0.4kg煤所放出的热量Q=qm=3.0×107J/㎏×0.4㎏=1.2×107J，
又W有=1kWh=3.6×106J
∴发电机的效率η=
W
Q
×100%=
3.6×106J
1.2×107J
×100%=30%
（4）根据题意：t=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，污染比较小，环保节能；
（2）发电机组一年工作的总时间为250天；
（3）发电机的效率为30%；
（4）消耗的最大电功率为3.96×103W．
点评：本题考查电学的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算，还教育我们要养成节约能源的好习惯．
练习册系列答案
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运动
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