Question

【題目】某段輸電線(xiàn)由鋁絞線(xiàn)組成，為避免冰雪天時(shí)因附著冰塊變粗變重，造成斷線(xiàn)危險(xiǎn)，附著在線(xiàn)上的冰重與鋁絞線(xiàn)重之比達(dá)到8：3時(shí)，就必須進(jìn)行除冰作業(yè)。已知該鋁絞線(xiàn)的直徑D0=9mm，ρ鋁=2．7×103kg/m3，ρ冰=0．9×103kg/m3，每公里鋁絞線(xiàn)的電阻R=0．56Ω。鋁絞線(xiàn)變粗前后橫截面均看做圓，如圖所示。

（1）求需要除冰時(shí)冰凍變粗鋁絞線(xiàn)的直徑D。

（2）有一種除冰方法叫“短路除冰”，即短時(shí)間內(nèi)輸電線(xiàn)不經(jīng)過(guò)用電器直接通電，利用導(dǎo)線(xiàn)本身發(fā)熱熔水。若短路熔冰時(shí)通過(guò)鋁絞線(xiàn)的電流是600A，每千克冰熔化需吸熱3．36×105J，熔冰效率為80%，則每公里鋁絞線(xiàn)每秒鐘可熔冰多少千克？

Answer 1

【答案】（1）27mm；（2）0．48kg

【解析】

試題分析：（1）已知體積V=SL，面積S=1/4πD2，G鋁=m鋁g=ρ鋁V鋁g=4ρ鋁Lg，G冰=m冰g=ρ冰Vg=ρ冰4（D2﹣）Lg，已知附著在線(xiàn)上的冰重與鋁絞線(xiàn)重之比達(dá)到8：3，即G冰：G鋁=8：3，則

，解得D=27mm；

（2）Q=I2Rt=2×0．56Ω×1s=2016J，短路熔冰時(shí)每公里鋁絞線(xiàn)每秒鐘產(chǎn)生的電熱

Q電=80%Q=80%×2016J=1612．8J

已知每千克冰熔化吸熱3．36×105J，則可熔冰的質(zhì)量m=1612．8J/3．36×105J=0．48kg。