Question

2008年1月份，我国南方大部分地区遭遇50年不遇的大雪灾，高压输电线路大面积受损，冻雨使输电线表面结冰，重力增大，导致线断塔倒。某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案，将高压输电的升压变压器改为高压变压器，输电线路终端降压变压器用模拟负载R₀代替，处理后的电路原理如图所示，R_L为输电线电阻，为了模拟输电线，实验时用一根长电阻丝代替R₀，并将电阻丝放入冰雪中，在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化的现象。为了研究最好除冰效果，下列模拟实验除给定操作外，其它条件不变，不考虑其可行性，你认为其中最合理的是

1. A.
   将调压变压器滑动触头P向上移动一些
2. B.
   将调压变压器滑动触头P向下移动一些，同时延长通电时间
3. C.
   通过计算，选择适当输出电压，并闭合S将模拟负载R₀短时短路
4. D.
   通过计算，选择适当输出电压，并将模拟负载R₀的阻值增大一些

Answer 1

C
输电线的导线电阻R_L一定，将调压变压器滑动触头P向上移动一些，可以增大输出电压和输出电流，因此R_L上消耗的功率增大，可以增强除冰效果，但同时也增大了电能消耗；延长通电时间，虽可以增大发热量，但发热慢，若发热与导线散热平衡，则导线上的冰是不能除去的；如果所加电压适当，闭合S将模拟负载R₀短时短路，可以将所有电能在R_L上释放而短时产生大量热量而除冰，适当电压可保证输电线不被烧断，节能省时；若增大R₀，则R_L上的电功率会减小，因此最合理的是方案C。
开放性命题，不但要判断其正确性，还要从正确方案中筛选出最为合理的设计。考生必须从热平衡、加快发热、减小能耗、操作安全等因素全面论证方案的正确性与合理性，考查了综合分析能力和节能意识。