电和磁输电输电新高中生活与物理牛津大学出版社2.docVIP

6 輸　電 習題與思考6.1 (p. 262) 1 D 2 D 方形波可以有固定不變的量值。 3 (a) 交流電。 設週期為Ｔ。 所需的穩定電流 === 2 A 其他方法：由於I2的值不變 (= 22)，所需的穩定電流 == 2A。 (b) 交流電。 所需的穩定電流 === 2.83 A (c) 直流電。 設週期為Ｔ。 所需的穩定電流 === 3.16 A 4 子健的說法不正確。燈泡是在方均根值為220 V的電壓下，才達致60 W的平均功率。 5 (a) 圖a所示的是交流電。 圖b所示的是直流電。 (b) 由於兩個電流的平均功率相等，根據= Irms2R，兩個電流的方均根值亦相等。 設正弦電流的峯值為I0(。 對於方形電流， Irms === 對於正弦電流，Irms =  因此， = I0( = 5 A 正弦電流的峯值是5 A。 (c) (i) 對於正弦電流： 對於方形電流： (ii) 不相等。對於正弦電流，有一些時段通過電阻器的電流為零，所以耗散的平均功率減少了，變得較方形電流耗散的平均功率小。 習題與思考6.2 (p. 280) 1 C 2 D 3 A 4 B 5 C 6 (a) I === 200 A 電纜的功率損耗 = I2R = 2002 ( 0.15 = 6000 W (b) 橫跨電纜的電壓 = IR = 200 ( 0.15 = 30 V 醫院的供電電壓 = 250 ( 30 = 220 V 因此，醫院以220 V交流電操作的儀器能正常操作。 7 I === 4.545 A 橫跨電線的電壓= IR = 4.545 ( 5 = 22.7 V 實際供給電器的電壓 = 220 ( 22.7 = 197 V 8 (a) 根據R =， 銅電纜的長度 === 89.3 m (b) 橫跨電纜的電壓 = IR = 12 ( 0.5 = 6 V 供給農舍的電壓 = 220 ( 6 = 214 V (c) 電線桿提供的功率 = VI = 220 ( 12 = 2640 W (d) 電纜的功率損耗 = I2R = 122 ( 0.5 = 72 W 功率損耗的百分比 == 2.73% 9 (a) 發電站會利用蒸汽來推動渦輪機，以帶動發電機發電。 (b) 發電站內的冷凝器需要大量冷水來冷卻蒸汽。 (c) 輸電前把電壓提高能減少在輸電纜中的功率損耗。 (d) 交流電可以輕易地升壓或降壓。 10 (a) 匝數比 ==== 22 : 1 (b) 燈泡所消耗的功率 = VI = 10 ( 0.5 = 5 W (c) 變壓器的效率為100%，即沒有功率損耗。所以， 從巿電支取的功率 = 燈泡所消耗的功率 = 5 W (d) 從市電支取的電流 === 0.0227 A 11 於輸電纜， 電壓 = V2，功率 = 0.9P 根據P = VI，通過電纜的電流 = 根據P = I2R， 電纜的功率損耗 =( R = 12 根據P =， 每個燈泡的電阻 ==18 ( (a) 根據能量守恆定律， 12Ip =+ Ip = 0.5 A (b) 根據能量守恆定律， 12Ip =( 3 Ip = 0.5 A (c) 根據能量守恆定律， 12Ip =( 2 + Ip = 0.5 A 13 (a) Vp = 1 ( 5 = 5 V Vs = 3.5 ( 5 = 17.5 V 電壓比 === 0.286 : 1 (b) 根據=， = 100 (= 350 副線圈的匝數是350。 (c) 拿走其中一個C形鐵心後，只有很少原線圈的磁力線能切入副線圈。這樣，副線圈的感生電壓便會大為下降。 因此，電壓比較匝數比大很多。 複習6 多項選擇題 (p. 284) 1 B 2 A 3 B 4 （香港高級程度會考2004年卷二題27） 5 （香港高級程度會考2007年卷二題37） 問答題 (p. 284) 1 開關S 斷開 開關S閉合 情況 (i) 情況 (ii) 燈泡X的功率 P P 4P 伏特計讀數 V V V 安培計讀數 I 2I 2I (6 ( 1A) 2 (a) 根據P = VI， 通過燈泡的電流 === 2 A (1A)  (b) 根據P = VI， 通過電線的電流 === 0.1 A (1M) 電線的損耗功率 = I2R = 0.12 ( 10 = 0.1 W (1A) (c) 根據P = VI， (1M) 通過12 V交流電源的電流 = == 2.01 A (1A)