Question

【題目】特高壓技術(shù)可以減小輸電過(guò)程中電能的損失。某發(fā)電站輸送的電功率為1.1×105kW，輸電電壓為1100kV，經(jīng)變壓器降至220V供家庭用戶(hù)使用。小明家中有一個(gè)標(biāo)有“220V2200w"的即熱式水龍頭，其電阻為R0，他發(fā)現(xiàn)冬天使用時(shí)水溫較低，春秋兩季水溫較高，于是他增加兩個(gè)相同的發(fā)熱電阻R和兩個(gè)指示燈（指示燈電阻不計(jì)）改裝了電路，如圖所示.開(kāi)關(guān)S1，可以同時(shí)與a.b相連或只與c相連.使其有高溫和低溫兩檔。求：

（1）通過(guò)特高壓輸電線(xiàn)的電流；

（2）改裝前，若水龍頭的熱效率為90%，正常加熱1分鐘提供的熱量；

（3）改裝后,水龍頭正常工作時(shí)高溫檔與低溫檔電功率之比為4：1，請(qǐng)計(jì)算出高溫檔時(shí)的電功率。

Answer 1

【答案】（1）200A（2）1.188×105J（3）4400W

【解析】

（1）根據(jù)題意知道，某發(fā)電站輸送的電功率為1.1×105kW，輸電電壓為1100kV，由P=UI知道，通過(guò)特高壓輸電線(xiàn)的電流是： =10A；

（2）由 知道，正常加熱1分鐘消耗的電能是：W=Pt=2200W×60s=1.32×105 J，

由 知道，正常加熱1分鐘提供的熱量：Q=Wη=1.32×105 J×90%=1.188×105 J；

（3）因?yàn)榧礋崾剿�龍頭標(biāo)有“220V2200W"，所以，R0 電阻是： ，

由電路圖知道，當(dāng)開(kāi)關(guān)S與a、b相連時(shí)，電阻R與R0 并聯(lián)，電阻較小，由P=UI= 知道，此時(shí)電路的總功率最大，水龍頭處于加熱狀態(tài)， ；當(dāng)開(kāi)關(guān)S與c相連時(shí)，R與R0 串聯(lián)，總電阻較大，總功率較小，水龍頭處于保溫狀態(tài)， ，又因?yàn)樗�龍頭正常工作時(shí)高溫檔與低溫檔電功率之比為4：1，即 ，由此解得：R=R0 =22Ω，所以，高溫檔時(shí)的電功率是：=4400W。