13.風力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源,近幾年來得到了快速發(fā)展.如圖所示,風車陣中發(fā)電機輸出功率為100kW,輸出電壓為250V,用戶需要的電壓為220V,輸電線電阻為8Ω.若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的5%.
(1)畫出此輸電線路的示意圖.
(2)試求:在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.
(3)用戶得到的電功率是多少?

分析 (1)發(fā)電廠發(fā)出電先經(jīng)過升壓變壓器變?yōu)楦邏,到達用戶要經(jīng)過降壓變壓器降壓最后達到用戶;
(2)由輸電線損耗功率求出輸電電流I2,再由發(fā)電機輸出功率與輸出電壓求得升壓變壓器的原線圈的電流I1,由是I1,I2得升壓變壓器的匝數(shù)比;
求出升壓變壓器的匝數(shù)比后可求出降壓變壓器的原線圈的電壓,再與用戶電壓結(jié)合求出降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比
(3)P=P+P求解用戶得到的電功率.

解答 解:(1)如圖所示.

(2)輸電線損失的功率
P=P×5%=100 kW×5%=5kW
由P=I22R
輸電線電流I2=$\sqrt{\frac{{P}_{損}}{{R}_{線}}}=\sqrt{\frac{5×1{0}^{5}}{8}}A$=25 A
升壓變壓器輸出電壓U2=$\frac{{P}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{{P}_{\;}}{{I}_{2}}=\frac{100×1{0}^{3}}{25}V$=4×103 V
升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比:
n1:n2=U1:U2=1:16
電壓損失U=I2R=25×8 V=200 V
降壓變壓器原線圈端電壓U3=U2-U=3800 V
降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比$\frac{n_3}{n_4}=\frac{U_3}{U_4}=\frac{190}{11}$
(3)用戶得到的電功率即降壓變壓器的輸出功率為
P=P-P=P(1-5%)=100×95% kW=95 kW.
答:(1)如圖所示.

(2)在輸電線路中設(shè)置的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:16,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為190:11.
(3)用戶得到的電功率是95kw.

點評 解決本題的關(guān)鍵是知道原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比,電流比等于匝數(shù)之反比,以及知道升壓變壓器的輸出電壓、降壓變壓器的輸入電壓和電壓損失的關(guān)系,以及功率的關(guān)系

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3.地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m,離地高度為h,若地球半徑為R0,地球表面處重力加速度為g0,地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0,則同步衛(wèi)星所受的地球?qū)λ娜f有引力的大小為 (  )
A.0B.mg0$\frac{{R}_{0}}{({R}_{0}+h)^{2}}$C.02(R0+h)D.mω$\root{3}{{R}_{0}{{g}_{0}}^{2}{{ω}_{0}}^{4}}$

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4.如圖所示,質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動,經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面,最終落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)?=0.25,桌面高h=0.45m.不計空氣阻力,重力加速度取10m/s2.求:
(1)小物塊落地點距飛出點的水平距離s;
(2)小物塊落地時的動能EK
(3)小物塊的初速度大小v0

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1.在力學中國際基本單位有:kg,m,s.

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8.在利用自由落體法驗證機械能守恒定律的實驗中:
(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟,不恰當?shù)牟僮魇荁C.
A.按照圖1所示的裝置安裝器件
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上
C.釋放懸掛紙帶的夾子后,再接通電源開關(guān)打出一條紙帶,重復幾次
D.選擇一條理想的紙帶,對其進行測量
E.根據(jù)測量的結(jié)果,驗證gh與$\frac{1}{2}$v2是否相等

(2)如圖2所示是實驗中測得的一條紙帶,各點距O點的距離分別為d1,d2,d3,…,各相鄰點間的時間間隔為T,當?shù)刂亓铀俣葹間,則B點的速度表達式為VB=$\frac{v66wptd_{3}-un5psga_{1}}{2T}$.若B點和D點的速度VB、VD為已知量,要驗證物體從B到D的過程中機械能是否守恒,則需滿足$\frac{1}{2}$mv${\;}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{B}^{2}$=g(d4-d2)關(guān)系,物體的機械能守恒.

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3.如圖所示,水平放置的兩根光滑平行長導軌M、N相距L0=2m,兩軌之間有垂直導軌平面向里的磁感應強度B1=20T的勻強磁場,金屬桿ab與導軌良好接觸,從t=0時刻開始,ab在外力作用下其速度滿足v=25cos2πt(m/s)沿導軌方向運動,并把產(chǎn)生的電壓加在兩塊長L1=10cm、間距d=4cm的平行金屬板A、B之間.在離金屬板右邊緣L2=75cm處放置一個熒光屏,左邊緣緊接一個電子加速器,加速電壓U0=5000V(不計電子在加速器中運動的時間).從t=0時刻開始,電子不斷地從陰極K射出并以初速為零開始向右運動.已知電子的質(zhì)量為m=9.1×10-31kg.

(1)計算確定加在平行金屬板A、B之間電壓的表達式;
(2)計算電子得到加速后的速度;(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)
(3)計算確定電子在熒光屏上偏離O點的距離隨時間變化的表達式.

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10.“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置可以采用如圖所示的甲或乙方案來進行.

(1)某同學開始實驗時的情形如圖丙所示,接通電源釋放紙帶.請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當?shù)牡胤剑孩俅螯c計時器接了直流電源;②重物離打點計時器太遠.
(2)實驗中得到一條紙帶如圖丁所示,已測得每兩個計數(shù)點間的距離.相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s.則物體運動的加速度a=4.83m/s2(保留3位有效數(shù)字);打下D點時物體的速度大小為1.91m/s(保留3位有效數(shù)字);該紙帶是采用乙(填“甲”或“乙”)實驗方案得到的.
(3)比較這兩種方案,你認為那個方案較好,并說明理由.甲方案較好,因為系統(tǒng)所受阻力較。

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7.如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓細管豎直放置,兩個質(zhì)量均為m的小球A、B,以不同的速率進入管內(nèi),若A球通過圓周最高點C,對管壁上部的壓力為3mg,B球通過最高點C時,對管壁內(nèi)側(cè)下部的壓力為0.75mg,求A、B球落地點間的距離.(不計一切阻力)

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8.在用單擺測定重力加速度實驗中:

(1)某同學測得g值比當?shù)貥藴手灯,其原因可能是CD
A.測量擺長時忘記加上小球半徑   B.振幅過小
C.擺動次數(shù)多記了一次           D.小球不是在豎直平面內(nèi)擺動
(2)如果已知擺球直徑為2.00cm,讓刻度尺的零點對準擺線的懸點,擺線豎直下垂,如圖1所示,那么單擺擺長是87.40cm.如果測定了40次全振動的時間如圖2中秒表所示,那么單擺的擺動周期是1.88s.
(3)在實驗中,如果用擺線長代替擺長,測出不同擺線長度時對應的周期T,然后繪制T2-L關(guān)系圖線,根據(jù)圖線斜率可以求出重力加速度與當?shù)貥藴手迪啾容^不變.(填“偏大”、“偏小”、“不變”)

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