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小秦家所在居民区,每年夏天用电高峰期经常“断电”,小秦调查到居民区各类家用电路额定电功率为:加热与制冷类电器共16kW,其他用电器共6kW.如图为居民区电路的供电线路示意图.已
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小秦家所在居民区,每年夏天用电高峰期经常“断电”,小秦调查到居民区各类家用电路额定电功率为:加热与制冷类电器共16kW,其他用电器共6kW.如图为居民区电路的供电线路示意图.已知从供电电源到居民用户的输电线(两根导线)总电阻为0.2Ω.

(1)当居民区加热与制冷类电器不工作,而其他用电器均正常工作时,通过电线的电流是多少?输电线因发热损失的电功率是多少?
(2)若居民区所有电器均正常工作2h,则输电线上消耗的电能是多少?输电线上消耗的电能与用电器消耗的电能之比是多少?
(3)分析该居民区夏季用电高峰期“断电”的原因,提出一条防止“断电”的合理建议.

(1)当居民区加热与制冷类电器不工作,而其他用电器均正常工作时,通过电线的电流是多少?输电线因发热损失的电功率是多少?
(2)若居民区所有电器均正常工作2h,则输电线上消耗的电能是多少?输电线上消耗的电能与用电器消耗的电能之比是多少?
(3)分析该居民区夏季用电高峰期“断电”的原因,提出一条防止“断电”的合理建议.
▼优质解答
答案和解析
(1)当居民区加热与制冷类电器不工作,而其他用电器均正常工作时P其他=6kW=6000W,
根据P=UI可得,通过电线的电流:
I其他=
=
=
A≈27.3A,
输电线因发热损失的电功率:
P线=(I其他)2×R线=(
A)2×0.2Ω≈148.8W;
(2)居民区所有电器均正常工作2h消耗的电能:
W总=P总t=(16kW+6kW)×2h=44kW•h=44×3.6×106J=1.584×108J,
此时输电线的电流:
I总=
=
=100A,
输电线上消耗的电能:
W线=(I总)2R线t=(100A)2×0.2Ω×2×3600s=1.44×107J,
输电线上消耗的电能与用电器消耗的电能之比:
=
=
;
(3)夏季用电高峰期“断电”的原因:用电器总功率过大(或线路电流过大);
建议:①不宜同时使用大功率用电器;
②对大功率用电器架设专线;
③改造输电线路(或换线、减小输送线路电能的损失);
④提倡使用节能型用电器等.
答:(1)当居民区加热与制冷类电器不工作,而其他用电器均正常工作时,通过电线的电流是27.3A,输电线因发热损失的电功率是148.8W;
(2)若居民区所有电器均正常工作2h,则输电线上消耗的电能是1.584×108J,输电线上消耗的电能与用电器消耗的电能之比是1:11;
(3)原因:用电器总功率过大(或线路电流过大);
建议:①不宜同时使用大功率用电器;
②对大功率用电器架设专线;
③改造输电线路(或换线、减小输送线路电能的损失);
④提倡使用节能型用电器等(合理即可).
根据P=UI可得,通过电线的电流:
I其他=
P其他 |
U |
6000W |
220V |
300 |
11 |
输电线因发热损失的电功率:
P线=(I其他)2×R线=(
300 |
11 |
(2)居民区所有电器均正常工作2h消耗的电能:
W总=P总t=(16kW+6kW)×2h=44kW•h=44×3.6×106J=1.584×108J,
此时输电线的电流:
I总=
P总 |
U |
16000W+6000W |
220V |
输电线上消耗的电能:
W线=(I总)2R线t=(100A)2×0.2Ω×2×3600s=1.44×107J,
输电线上消耗的电能与用电器消耗的电能之比:
P线 |
P总 |
1.44×107J |
1.584×108J |
1 |
11 |
(3)夏季用电高峰期“断电”的原因:用电器总功率过大(或线路电流过大);
建议:①不宜同时使用大功率用电器;
②对大功率用电器架设专线;
③改造输电线路(或换线、减小输送线路电能的损失);
④提倡使用节能型用电器等.
答:(1)当居民区加热与制冷类电器不工作,而其他用电器均正常工作时,通过电线的电流是27.3A,输电线因发热损失的电功率是148.8W;
(2)若居民区所有电器均正常工作2h,则输电线上消耗的电能是1.584×108J,输电线上消耗的电能与用电器消耗的电能之比是1:11;
(3)原因:用电器总功率过大(或线路电流过大);
建议:①不宜同时使用大功率用电器;
②对大功率用电器架设专线;
③改造输电线路(或换线、减小输送线路电能的损失);
④提倡使用节能型用电器等(合理即可).
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