Question

備受注目的南陽市方城風力發電項目（如圖）已成功并網發電．截至09年2月20日，中電投南陽方城風力發電有限公司累計發電540萬千瓦時，單日發電量最高達45.5萬千瓦時．
（1）并網單日發電45.5萬千瓦時相當于完全燃燒多少噸煤放出的能量？（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）
（2）若電廠通過供電系統用220V的電壓給小剛家所在的離電廠較遠的小區供電，某天小剛發現家里“220V 100W”的白熾燈工作484s，消耗電能為4×10⁴J．求：加在小剛家用電器兩端的實際電壓是多少？
（3）已知小剛家進戶線上裝有一空氣開關，當電流達到20A時，空氣開關將自動“跳閘”，則小剛家使用的用電器的最大電功率不能超過多少？

Answer 1

分析：（1）已知并網單日發電量（發出的電能）和煤的熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式Q=mq求需要的煤的質量；
（2）由白熾燈的銘牌可知燈的額定電壓和額定功率，利用P=

U2

R

求出燈絲電阻，再利用W=UIt=

U2

R

t求燈兩端的實際電壓；
（3）知道電路中的最大電流（跳閘時的電流），和家庭電路的電壓（220V），利用P=UI求小剛家使用的家用電器最大功率．

解答：解：（1）由題知，W_電=45.5×10⁴kW?h=1.638×10¹²J，
∵W_電=Q_放=m_煤q，
∴m_煤=

Q放

q

=

1.638×1012J

3.0×107J/kg

=54600kg=54.6t；
（2）燈絲的電阻：
R=

U2

P

=

(220V)2

100W

=484Ω，
∵W=UIt=

U2

R

t，
∴燈兩端的實際電壓：
U=

WR t

=

4×104J×484Ω 484s

=200V；
（3）小剛家所用的用電器最大功率
P=UI=220V×20A=4400W．
答：（1）并網單日發電45.5萬千瓦時相當于完全燃燒54.6t煤放出的能量；
（2）加在小剛家用電器兩端的實際電壓是200V；
（3）小剛家使用的用電器的最大電功率不能超過4400W．

點評：本題考查了學生對燃料完全燃燒放熱公式、電功和電功率的計算公式的掌握和運用，涉及到用電器的銘牌（額定電壓和額定功率），要求靈活運用所學知識，分析解決實際問題．