题目内容
2.阅读下面的短文,并回答相关的问题发电厂发出的电,并不是只供附近的人们使用,还要传输到很远的地方.如图是电能输送的示意图.在输电线上,由于电流的热效应,必然有一部分电能转化成内能而损失掉,导线越长,损失越多.目前远距离送电主要采取高压送电的方式来减少线路上的损失.如把发电机、高压输电线、变压器这些统称为供电设备,电能输送的示意图就可以作如图的简化.请结合短文和所学知识回答下列问题:
(1)在发电阶段,发电机是把机械能转化为电能,导线上内能的变化是通过做功方式实现的
(2)在输电阶段,输电线上常用如图装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的横截面积,从而减小了导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的.电能消耗量可用电能表测量.
(3)在保证输送功率不变的情况下,采用高压送电可以减少电能在线路上的损失的原因是.由焦耳定律Q=I2Rt可知:在R和t一定时,减小I,可以减小电能的损失,又由公式I=$\frac{P}{U}$可知,当P一定时,要减小I,必需增大U.
(4)在用电阶段,某用户标有“220V 40W”的灯泡在用电高峰期时发光比平时暗的原因是用户多,电流变大,由U=IR知,U变大,用户电压变小,灯变暗.
(5)如果供电设备的输出电压恒为220V,通过总电阻为0.2Ω的输电线向居民楼内用户供电,当居民楼内所有用电器消耗的总功率为21.78kW的时候,上述灯泡的实际电压为198V、实际功率为32.4W(不考虑灯泡电阻的变化).
分析 (1)发电机把机械能转化为电能;电流通过导体发热,将电能转化为内能;
(2)导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关,长度越大,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积相同的导体,材料不同,电阻不同;电能表是测量消耗电能多少的仪表;
(3)输电线有电阻,电流通过输电线时就会发热而产生热量,为了减小电能的损失,可利用公式Q=I2Rt进行分析.
(4)根据并联电路的特点,并联的用电器越多,总电阻越小;
(5)根据灯泡的额定功率和额定电压计算出灯泡电阻;已知电路中总功率和电压,由P=UI计算出电路中的电流,再根据U=IR计算出电路中损失的电压;根据串联电路的电压特点计算出灯泡的实际电压,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算出灯泡的实际功率.
解答 解:(1)发电机转动,消耗机械能,得到电能,电能转化为机械能;电流通过导线发热,将电能转化为内能,是电流做功的过程;
(2)导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关;
将四根导线并联起来进行高压输电目的是为了减小电能的损失,在导线长度不能改变时可以通过改变横截面积,四根导线并联时相当于增大了横截面积,所以电阻会减小,损失的电能也减少;
(3)由焦耳定律Q=I2Rt可知:在R和t一定时,减小I,可以减小电能的损失,又由公式I=$\frac{P}{U}$可知,当P一定时,要减小I,必需增大U.
(4)在用电的高峰期,由于并入电路中的用电器变多,总电阻变少,由欧姆定律知电路中的电流变大;
用电器与输电线是串联的,输电导线也有电阻,当其电流变大时,其分得的电压就变大,又知电源电压220V不变,用电器两端的电压就变小了;由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知白炽灯的实际功率比正常减小,所以发光要变暗些.
(5)由P=UI,I=$\frac{U}{R}$得,“220V 40W”灯泡的电阻为:
RL=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{40W}$=1210Ω;
设居民楼内所有用电器的两端电压为U实,则导线两端的电压为220V-U实;
由I=$\frac{U}{R}$,P=UI得,用电器中的电流为:I=$\frac{P}{{U}_{实}}$,
则有:$\frac{P}{{U}_{实}}$=$\frac{220V-{U}_{实}}{R}$,
$\frac{21780W}{{U}_{实}}$=$\frac{220V{-U}_{实}}{0.2Ω}$,
解得:U实=198V
灯泡的实际功率P实=$\frac{{U}_{实}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{(198V)^{2}}{1210Ω}$=32.4W.
故答案为:
(1)机械;电;做功;
(2)横截面积;电阻;电能表;
(3)由焦耳定律Q=I2Rt可知:在R和t一定时,减小I,可以减小电能的损失,又由公式I=$\frac{P}{U}$可知,当P一定时,要减小I,必需增大U;
(4)用户多,电流变大,由U=IR知,U变大,用户电压变小,灯变暗;
(5)198;32.4.
点评 本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式、串联电路特点的掌握和运用,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.
| A. | 声音在空气中沿直线传播 | |
| B. | 左右两只音叉的频率相同,发生了共鸣现象 | |
| C. | 声音在钢铁中传播比空气中快 | |
| D. | 木箱可以传播声音 |
| A. | 两人都做匀速直线运动 | |
| B. | 前2s内,小华跑得快 | |
| C. | 8s内,小明和小华的平均速度都是5m/s | |
| D. | 8s内,小明跑的路程更长 |
| A. | 早春河面上冰的熔化 | B. | 初夏广场上雾的形成 | ||
| C. | 深秋花草上露的出现 | D. | 寒冬屋瓦上霜的形成 |