Question

（2009?廣陵區(qū)一模）綜合性大醫(yī)院為防止突然停電都會(huì)自備柴油發(fā)電機(jī)，柴油發(fā)電機(jī)的工作原理為以柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電．某柴油發(fā)電機(jī)說(shuō)明書(shū)的部分內(nèi)容如下表所示．如果用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給門(mén)診樓供電，如圖所示，發(fā)電機(jī)到門(mén)診樓的距離是400m，輸電線(xiàn)路中的火線(xiàn)和零線(xiàn)均為銅導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度的電阻為2.5×10^-4Ω/m．門(mén)診樓電器的總功率為44kW，如果這些電器都正常工作2小時(shí)．
求：（1）輸電線(xiàn)路中的電流多大？（2）發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓多大？（3）輸電線(xiàn)路損失的電能是多少？（4）此型號(hào)柴油發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率最高是多少？（柴油熱值是4.0×10⁷J/kg） 

型號(hào)	200GF
輸出功率（kW）	200
輸出電壓（V）	220～400
燃油耗（g/kW?h）	235

Answer 1

分析：（1）已知輸出功率和額定電壓，根據(jù)公式I=

P

U

可求輸電線(xiàn)路中的電流；
（2）先計(jì)算輸電線(xiàn)的電阻，再計(jì)算輸電線(xiàn)上分擔(dān)的電壓，再加上額定電壓就是發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓；
（3）已知輸電線(xiàn)上的電阻，根據(jù)公式W=I²Rt可求輸電線(xiàn)路損失的電能；
（4）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，利用公式η=

W

Q

可求此型號(hào)柴油發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率．

解答：解：（1）輸電線(xiàn)路中的電流I=

P

U

=

44×103W

220V

=200A；
答：輸電線(xiàn)路中的電流為200A；
（2）R_線(xiàn)=2×2.5×10^-4Ω/m×400m=0.2Ω；
U_輸=U_線(xiàn)+U=IR_線(xiàn)+U=200A×0.2Ω+220V=260V；
答：發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓為260V；
（3）W_損=I²Rt=（200A）²×0.2Ω×7200s=5.76×10⁷J；
答：輸電線(xiàn)路損失的電能是5.76×10⁷J；
（4）此型號(hào)柴油發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率η=

W

Q

=

W

mq

=

3.6×106J

0.235kg×4.0×107J/kg

=38.3%．
答：此型號(hào)柴油發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率為38.3%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電流、電壓、消耗電能和效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是求導(dǎo)線(xiàn)的電阻和導(dǎo)線(xiàn)兩端的電壓．