Question

我們生活在電的時(shí)代，電能的廣泛使用促使電能的社會需求日趨緊張．節(jié)約能源，提高能源利用率是一個在國民經(jīng)濟(jì)中具有重大戰(zhàn)略意義的問題．改造和淘汰陳舊設(shè)備、采用高壓輸電是節(jié)約能源的根本措施．研究推廣節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目，其節(jié)能潛力也是很大的．
（1）試從理論上分析說明采用高壓輸電的科學(xué)道理．
（2）在220V的用電電路上，一只功率為11W的節(jié)能型日光燈的亮度相當(dāng)于60W的白熾燈泡．如果小明家用4只11W的日光燈代替4只60W的白熾燈，按每月30天、每天用電5小時(shí)計(jì)算，一個月可以節(jié)省多少電能？

Answer 1

解：（1）由焦耳定律可知，當(dāng)電阻和通電時(shí)間不變時(shí)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多．由公式P=UI可知，輸出功率不變，電壓越大，導(dǎo)線中的電流越小，輸電線上損耗的電能越少，所以采用高壓輸電．
（2）4只60W的白熾燈一個月消耗電能W₁=4P₁t=4×0.06kw×30×5h=36kw?h，
4只11W的日光燈一個月消耗電能W₂=4P₂t=4×0.011kw×30×5h=6.6kw?h．
一個月可以節(jié)省電能△W=W₁-W₂=36kw?h-6.6kw?h=29.4kw?h．
答：一個月可以節(jié)省電能29.4kw?h．
分析：（1）輸電過程中由于導(dǎo)線自身有電阻，根據(jù)焦耳定律可知電流通過導(dǎo)線時(shí)自身發(fā)熱耗損一部分電能．在輸電功率不變的情況下，根據(jù)公式P=UI知，當(dāng)電壓U增大時(shí)I就減小，又根據(jù)Q=I²Rt知當(dāng)R、t不變時(shí)I減小Q就減小，即在導(dǎo)線上發(fā)熱就減少了，導(dǎo)線上耗損的電能就減小了．
（2）根據(jù)公式W=Pt先計(jì)算出白熾燈消耗的電能，再計(jì)算出日光燈在相等的時(shí)間內(nèi)消耗的電能，二者之差就是節(jié)約的電能．
點(diǎn)評：本題考查高壓輸電和消耗電能的計(jì)算，關(guān)鍵是知道高壓輸電的好處以及養(yǎng)成節(jié)約用電的好習(xí)慣．