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2012年西城二模物理考试已经考完，在这里，笔者将第23题给大家做一个解析。这道题涉及水力发电与输电，是典型的理论应用型题目；此类题目也是北京高考试题命题趋势，需要大家好好对待。

23. （18分）十三陵抽水蓄能电站担负着北京地区调峰和紧急事故备用电源，改善首都供电质量的重要任务。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高出蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用十三陵水库为下游水库，在蟒山后上寺沟头修建上游水库。电站的年发电量约为10亿kW·h，年抽水用电量约为14亿kW·h。如图所示，上游水库近似视为长方体，可用于发电的库容量为V，蓄水后上游水库的平均水深为d，蓄水后水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。

（1）求十三陵抽水蓄能电站的总效率η；

（2）求能用于发电的水的最大重力势能E_P；

（3）若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区。已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于ΔP，

a．求输电电压的最小值U；

b．在输电功率P一定的情况下，请提出两种能够降低输电过程中功率损耗的方法，并加以评述。

原题下载：2012西城二模物理第23题原题

此题高中物理知识具体考点有：效率的计算式，能量转化关系判定，重力势能的定义，重心的定义，理想变压器与远距离输电相关公式，输电线功率损失公式及其决定因素。

第一问解析

有的学生给我说第一问都不会做，感觉无从下手，在这里简单给大家分析一下第一问的切入方法。

第一问问的是效率η，效率是什么？如果大家在考场上有疑问，不妨做一个类比的设想。用火力发电，烧煤的总热能是A，产生的电能是B，显然效率η是B/A；那么在此题中，谁是烧的煤呢？显然是题目中的“用电量约为14亿kW·h”，注意“用电量”的含义。这个知道了，产生的电能自然就是“年发电量约为10亿kW·h”。类比的方法是解决抽象问答的常用方法，对于无从下手的问题，我们一定广泛联想，灵活对待。

η=10/14=71.4%

第二问解析

第二问有问题的学生，往往是做题思维定势的缘故。总是试图用机械能守恒定律来做，此题没有具体的运动过程，因此不可能用机械能守恒定律。应该根据重力势能定义来求，这个时候就要分析上游所有的蓄水的高度h的问题了，显然，h对应的是这些蓄水的重心与下游水面间的高度差。

最大重力势能E_P=mgh=ρVg（H-d/2）

第三问解析

a部分

设输电的电流为I，则有如下关系

ΔP=I^2R

P=UI

联立即可求解U^2=（R*P^2）/ΔP;

两边开一下平方即可得到U的值。

b部分

根据输电线功率损耗公式ΔP=I^2R可知，减小输电线的总电阻，提高输电电压（减小输电电流）均为减小ΔP方法。

此题并不是很难，但是远距离输电作为大题来考察，很多学生还不适应，因此有的学生在第三问会扣分。理想变压器结合远距离输电的的问题（尤其是原理图）大家要注意复习。（本文作者王尚，拒绝任何形式节选或转载）

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