Question

15．三峽水電站有“照亮半個(gè)中國”的美譽(yù)，它的年平均發(fā)電量約為8.5×10¹⁰kW•h，相當(dāng)于一座年消耗5×10¹⁰kg標(biāo)準(zhǔn)煤的火力發(fā)電站的發(fā)電量．已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2.9×10⁷J/kg，則完全燃燒5×l0¹⁰kg標(biāo)準(zhǔn)煤能放出1.45×10¹⁸J的熱量，該火力發(fā)電的效率是21.1%．用電高峰時(shí)，某同學(xué)家的電壓比220V降低了10%，此時(shí)正在工作的“220V 100W”白熾燈的實(shí)際功率是81W．（忽略燈絲電阻大小的變化）．

Answer 1

分析 （1）知道煤的熱值和質(zhì)量，利用燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq計(jì)算算出煤放出的熱量；
知道年均發(fā)電量（有用能量）、5×10¹⁰kg煤完全燃燒將放出的熱量（總能量），利用效率公式求得火力發(fā)電站的效率．
（2）先根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算燈泡電阻，再計(jì)算出電壓降低10%后的實(shí)際電壓．白熾燈的電阻不變．從而根據(jù)實(shí)際電壓計(jì)算出實(shí)際電功率．

解答 解：
（1）完全燃燒5×10¹⁰kg標(biāo)準(zhǔn)煤能放出熱量：
Q_放=qm=2.9×10⁷J/kg×5×10¹⁰kg=1.45×10¹⁸J；
由題知一年的發(fā)電量：E=8.5×10¹⁰kW•h=8.5×10¹⁰×3.6×10⁶J=3.06×10¹⁷J，
火力發(fā)電的效率：
η=$\frac{E}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.06×1{0}^{17}J}{1.45×1{0}^{18}J}$×100%≈21.1%；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得燈泡電阻：R=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω，
燈泡的實(shí)際電壓：U_實(shí)=220V×（1-10%）=198V，
所以小燈泡的實(shí)際功率為：P_實(shí)=$\frac{{{U}_{實(shí)}}^{2}}{R}$=$\frac{（198V）^{2}}{484Ω}$=81W．
故答案為：1.45×10¹⁸；21.1%；81．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對燃料完全燃燒放熱公式、效率公式以及電功率公式的掌握和運(yùn)用，通過做題增強(qiáng)了學(xué)生節(jié)能減排、愛護(hù)地球的意識、積極開發(fā)新能源的意識．