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物理必考某院内有甲.乙两户居民.院内原先供电线路用的是横截面积为2.

更新时间:2024-01-20 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

某院内有甲、乙两户居民,院内原先供电线路用的是横截面积为2.5mm2的铝芯橡皮绝缘线,从进院后的接线端经25m先到达甲户,再从甲户经25m到达乙户.每户总用电额定功率均为2kW.为了增加用户的最大安全用电功率,现在要进行“电力增容”,使每户总用电额定功率均可增加到4kW.增容后保持院内线路分布情况不变,只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线.下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流量(即长时间通电时的最大安全电流).NRg物理好资源网(原物理ok网)

导线横截面积S/mm2铜芯橡皮绝缘线安全载流量I/A
2.528
437
647
1068
假设两户所有用电器均为纯电阻电器,各用电器的额定电压都是220V,用户室内电线的电阻忽略不计.而且设进院后的接线端的电压总保持220V,试回答下列问题:NRg物理好资源网(原物理ok网)

(1).画出院内的供电和用电的电路图.NRg物理好资源网(原物理ok网)

(2).通过计算说明,在实用和经济的前提下,为了“电力增容”,院内的供电线路应选用哪一种铜导线?NRg物理好资源网(原物理ok网)

(3).若选用的铜导线每米电阻为4.25×10-3Ω,那么增容后,在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW”的电器时,乙户所得到的实际电功率是多少?

试题答案

解:(1)用户乙的家庭电阻与其导线的电阻串联后与用户甲的电阻并联,最后再与用户甲导线的电阻串联,如图所示:NRg物理好资源网(原物理ok网)

(2)两户都用电时,线路中的总电流最大为:NRg物理好资源网(原物理ok网)

I==≈36.4A,NRg物理好资源网(原物理ok网)

由表可知:应选用横截面积为4mm2的铜芯橡皮绝缘线.NRg物理好资源网(原物理ok网)

(3)每50m长的铜导线的电阻为R=4.25×10-3Ω/m×50m≈0.21Ω,NRg物理好资源网(原物理ok网)

每个用户用电器的总等效电阻R=R====12.1Ω,NRg物理好资源网(原物理ok网)

全院的总等效电阻R=R+=0.21+≈6.3Ω,NRg物理好资源网(原物理ok网)

干路电流I′==≈34.9A,NRg物理好资源网(原物理ok网)

甲用电户两端的电压U=I′R=220V-34.9A×0.21Ω≈212V,NRg物理好资源网(原物理ok网)

乙用电户两端的电压U=U=×212V≈208V,NRg物理好资源网(原物理ok网)

乙用电户获得的实际功率为P==≈3580W.NRg物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)院内的供电和用电的电路图如图所示;NRg物理好资源网(原物理ok网)

(2)在实用和经济的前提下,为了“电力增容”,院内的供电线路应选用4mm2铜导线;NRg物理好资源网(原物理ok网)

(3)增容后,在甲、乙两用户都同时使用“220V 4kW”的电器时,乙户所得到的实际电功率约为3580W.NRg物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)由题意可知,用户乙的家庭电阻与其导线的电阻串联后与用户甲的电阻并联,最后再与用户甲导线的电阻串联;NRg物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据I=求出电力增容后线路中最大的总电流,由表可知院内的供电线路应选用哪一种铜导线;NRg物理好资源网(原物理ok网)

(3)先根据题意求出庭院内导线的电阻,根据R=求出每个用户用电器的总等效电阻,再根据电阻的串联和并联求出全院的总等效电阻,根据欧姆定律求出干路电流和甲用电户两端的电压,根据串联电路电阻的分压特点求出乙用电户两端的电压,最后根据P=求出乙户所得到的实际电功率.NRg物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了电路的串联特点和并联特点以及欧姆定律、电功率的计算,关键是根据题意得出院内的供电和用电的电路图并进行相关计算.NRg物理好资源网(原物理ok网)

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