题目内容

15.三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉,它的年平均发电量约为8.5×1010kW•h,相当于一座年消耗5×1010kg标准煤的火力发电站的发电量.已知标准煤的热值为2.9×107J/kg,则完全燃烧5×l010kg标准煤能放出1.45×1018J的热量,该火力发电的效率是21.1%.用电高峰时,某同学家的电压比220V降低了10%,此时正在工作的“220V 100W”白炽灯的实际功率是81W.(忽略灯丝电阻大小的变化).

分析 (1)知道煤的热值和质量,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq计算算出煤放出的热量;
知道年均发电量(有用能量)、5×1010kg煤完全燃烧将放出的热量(总能量),利用效率公式求得火力发电站的效率.
(2)先根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻,再计算出电压降低10%后的实际电压.白炽灯的电阻不变.从而根据实际电压计算出实际电功率.

解答 解:
(1)完全燃烧5×1010kg标准煤能放出热量:
Q放=qm=2.9×107J/kg×5×1010kg=1.45×1018J;
由题知一年的发电量:E=8.5×1010kW•h=8.5×1010×3.6×106J=3.06×1017J,
火力发电的效率:
η=$\frac{E}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.06×1{0}^{17}J}{1.45×1{0}^{18}J}$×100%≈21.1%;
(2)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得灯泡电阻:R=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{100W}$=484Ω,
灯泡的实际电压:U实=220V×(1-10%)=198V,
所以小灯泡的实际功率为:P实=$\frac{{{U}_{实}}^{2}}{R}$=$\frac{(198V)^{2}}{484Ω}$=81W.
故答案为:1.45×1018;21.1%;81.

点评 本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、效率公式以及电功率公式的掌握和运用,通过做题增强了学生节能减排、爱护地球的意识、积极开发新能源的意识.

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