Question

2008年1月份，我國南方大部分地區遭遇50年不遇的大雪災，高壓輸電線路大面積受損，凍雨使輸電線表面結冰，重力增大，導致線斷塔倒。某學校實驗興趣小組設計了利用輸電導線自身電阻發熱除冰的救災方案，將高壓輸電的升壓變壓器改為高壓變壓器，輸電線路終端降壓變壓器用模擬負載R₀代替，處理后的電路原理如圖所示，R_L為輸電線電阻，為了模擬輸電線，實驗時用一根長電阻絲代替R₀，并將電阻絲放入冰雪中，在變壓器原線圈兩端加上交變電流后即出現冰雪融化的現象。為了研究最好除冰效果，下列模擬實驗除給定操作外，其它條件不變，不考慮其可行性，你認為其中最合理的是

1. A.
   將調壓變壓器滑動觸頭P向上移動一些
2. B.
   將調壓變壓器滑動觸頭P向下移動一些，同時延長通電時間
3. C.
   通過計算，選擇適當輸出電壓，并閉合S將模擬負載R₀短時短路
4. D.
   通過計算，選擇適當輸出電壓，并將模擬負載R₀的阻值增大一些

Answer 1

C
輸電線的導線電阻R_L一定，將調壓變壓器滑動觸頭P向上移動一些，可以增大輸出電壓和輸出電流，因此R_L上消耗的功率增大，可以增強除冰效果，但同時也增大了電能消耗；延長通電時間，雖可以增大發熱量，但發熱慢，若發熱與導線散熱平衡，則導線上的冰是不能除去的；如果所加電壓適當，閉合S將模擬負載R₀短時短路，可以將所有電能在R_L上釋放而短時產生大量熱量而除冰，適當電壓可保證輸電線不被燒斷，節能省時；若增大R₀，則R_L上的電功率會減小，因此最合理的是方案C。
開放性命題，不但要判斷其正確性，還要從正確方案中篩選出最為合理的設計。考生必須從熱平衡、加快發熱、減小能耗、操作安全等因素全面論證方案的正確性與合理性，考查了綜合分析能力和節能意識。