题目
雷击线路附近地面时,导线上的感应雷过电压与导线的()。A. 电阻率成反比B. 悬挂高度成反比C. 悬挂高度成正比D. 电阻率成正比
雷击线路附近地面时,导线上的感应雷过电压与导线的()。
A. 电阻率成反比
B. 悬挂高度成反比
C. 悬挂高度成正比
D. 电阻率成正比
题目解答
答案
C. 悬挂高度成正比
解析
考查要点:本题主要考查感应雷过电压的产生原理及其影响因素,需理解电磁感应现象与导线悬挂高度的关系。
解题核心思路:感应雷过电压由雷电流产生的变化磁场在导线中感应电动势引起。关键点在于分析磁场变化率与导线位置的关系,尤其是悬挂高度对磁场分布的影响。
破题关键:悬挂高度越高,导线所在位置的磁场变化率越大,感应电动势随之增大,因此感应过电压与悬挂高度成正比。电阻率与过电压无直接关系,排除A、D;悬挂高度与过电压正相关,排除B。
感应雷过电压的形成与雷电流产生的磁场变化密切相关。当雷击发生时,变化的磁场在导线中产生感应电动势,其大小由法拉第电磁感应定律决定:
$E = \frac{d\Phi}{dt}$
其中,$\Phi$ 为磁通量,与磁场强度 $B$ 和导线所在位置的面积有关。磁场强度 $B$ 随距离雷击点的距离 $r$ 增大而减弱,遵循:
$B \propto \frac{1}{r}$
悬挂高度 $h$ 决定了导线到雷击点的垂直距离。当悬挂高度增加时,虽然磁场强度整体减弱,但导线长度方向上的磁场变化率增大,导致感应电动势的累积效应增强。通过积分计算可得,感应电动势与悬挂高度 $h$ 成正比。