Question

【題目】青海玉樹地震后，某集團(tuán)公司向?yàn)?zāi)區(qū)人民捐贈一批柴油發(fā)電機(jī)，其工作原理：以風(fēng)冷四沖程直噴式柴油機(jī)為動力系統(tǒng)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，該柴油發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示．現(xiàn)用一臺該型號的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)區(qū)一臨時安置區(qū)供電，如圖所示．發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m，火線、零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10﹣4Ω/m．安置區(qū)用電器的總功率為44KW，當(dāng)這些用電器都正常工作時：

型號	AED6500S
最大輸出功率	60kW
輸出電壓范圍	220V～300V

（1）輸電線路中的電流是多大？
（2）線路損失功率是多大？
（3）發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是多大？
（4）該柴油發(fā)電機(jī)工作過程中，每小時消耗柴油18kg，柴油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)輸出電能的效率（既發(fā)電機(jī)在某一段時間內(nèi)輸出的電能與同時間內(nèi)柴油完全燃燒產(chǎn)生的熱能之比）是多少？（柴油的熱值是3.3×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI得輸電線中的電流：I= = =200A
（2）解：線路電阻R線=2.5×10﹣4Ω/m×400m×2=0.2Ω．線路損失的電功率P線=I線2R線=（200A）2×0.2Ω=8000W
（3）解：線路兩端的電壓U線=I線R線=200A×0.2Ω=40V，

發(fā)電機(jī)輸出電壓U=U線+U0=（40+220）V=260V

（4）解：18kg柴油完全燃燒放出的熱量：

Q=mq=18kg×3.3×107J/kg=5.94×108J，

發(fā)電機(jī)每小時輸出的電能：

W=UIt=260V×200A×3600s=1.872×108J

柴油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)輸出電能的效率：

η= = ×100%≈31.5%

【解析】（1）由電功率公式P=UI的變形公式可以求出輸電線路的電流．（2）先求出線路電阻，再由電功率公式求得．（3）發(fā)電機(jī)的輸出電壓等于線路損失的電壓與安置區(qū)活動的電壓之和；（4）利用W=UIt求出發(fā)電機(jī)每小時輸出的電能，利用Q=mq求出18kg柴油完全燃燒放出的熱量，最后利用效率公式可求柴油釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率．
【考點(diǎn)精析】掌握燃料的熱值和電功率的計(jì)算公式是解答本題的根本，需要知道熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計(jì)算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質(zhì)量，單位是：千克；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．