育才中学为了避免高峰用电对教学造成影响,准备了柴油发电机.如果停电期间学校全部用电器额定总功率为44kW,供电电压为220V.
(1)请将图中的电灯及其开关正确地连入供电线路中.
(2)学校全部用电器同时正常工作时,电路中的总电流是多少?
(3)如果停电的总时间为20h,则这段时间内需要提供的总电能是多少kW?h?
(4)如果(3)问中的电能由柴油机发电来提供,某种型号的柴油的热值是4×107J/kg,柴油发电机内能转化为电能的效率是40%,学校最少要准备多少kg柴油?
已知:P=44kW=4.4×104W,U=220V,t=20min,η=40%,q=4×107J/kg
求:I,W,m
解:(1)开关与灯泡串联,并连接电压的火线,灯泡的另一端与电压的零线相连;如图所示
(2)电路中的总电流:
由P=UI得,I===200A;
(3)需要提供的总电能:
W=Pt=44kW×20h=880kW?h=3.168×109J;
(4)柴油需要放出的热量:Q=×100%=7.92×109J,
学校最少准备的柴油质量:
由Q=mq得,m===198kg.
答:(2)电路中的总电流为220A;(3)需要提供的总电能为880kW?h;(4)最少要准备柴油质量为198kg.
(1)开关与灯泡串联并控制电源的火线,然后将灯泡连接在电源上即可;
(2)已知电路的总功率和工作的电压,根据I=即可求出电路中的总电流;
(3)已知电路的总功率和工作时间,直接根据W=Pt即可求出电路消耗的总电能;
(4)先根据消耗的电能和柴油的热值,求出柴油完全燃烧时放出的热量,然后根据m=求出所用柴油的质量.
点评:本题综合考查家庭电路的连接以及电功、电功率和热量计算公式的应用情况,本题的关键是理解各类计算的计算公式.