一座小型水電站，水以3 m/s的速度流入水輪機，而以1 m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量為1 m3/s.如果水流能量的75%供給發(fā)電機，20%使水溫度升高．求：
(1)水溫升高多少？
(2)若發(fā)電機效率為80%，則發(fā)電機的輸出功率多大？
(3)若發(fā)電機的輸出電壓為240 V，輸電線路總電阻為Ω，允許損失的電功率為輸出功率的5%，用戶所需電壓為220 V，則在送電過程中所用的升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比各是多少？[變壓器為理想變壓器，g取10 m/s2，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)9.5×10－4℃(2)12 kW(3)　

試題分析：(1)每秒水流機械能損失為

其中有20%能量使水溫升高，則所以.
(2)發(fā)電機的輸出功率為，代入數(shù)據(jù)得
(3)發(fā)電機經(jīng)變壓器到用戶的供電線路示意圖如下圖所示

因為，所以I線＝6 A
又因為I2＝I線＝6 A，I1＝＝50 A
所以對升壓變壓器有，即
又因為，
所以，對降壓變壓器有.
點評：解決本題的關(guān)鍵知道原副線圈的電流比等于匝數(shù)之反比．以及知道發(fā)電機的輸出功率等于電線上消耗的功率與用戶得到的功率之和．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，理想變壓器的原線圈接在220V、50Hz的正弦交流電源上線圈接有一理想二極管(正向電阻為零，反向電阻為無窮大)和一阻值為10Ω的電阻，已知原副線圈的匝數(shù)比為2:1。則二極管的耐壓值至少為      V， 電阻R上1s內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為         J，電阻R上電流的有效值為          A。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用電高峰期，電燈往往會變暗，其原理可簡化為如下物理問題．如圖所示，理想變壓器的副線圈上，通過輸電線連接兩只相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，原線圈輸入有效值恒定的交流電壓，當開關(guān)S閉合時，以下說法中正確的是（    ） 
A．原線圈中電流減小B．副線圈輸出電壓減小
C．R兩端的電壓增大D．原線圈輸入功率減小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

某小水電站發(fā)電機輸出的電功率為100 kW，輸出電壓250  V，現(xiàn)準備向遠處輸電．所用輸電線的總電阻為8 Ω，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%.用戶獲得220 V電壓，求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器和降壓變壓器？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖的甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，下列說法中不正確的是 (　　)．
A．線圈匝數(shù)n1＜n2，n3＜n4
B．線圈匝數(shù)n1＞n2，n3＜n4
C．甲圖中的電表是電壓表，輸出端不可以短路
D．乙圖中的電表是電流表，輸出端不可以斷路

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，V和A均為理想電表，燈泡光電阻R1=6Ω，A、B端電壓u1=12sin100πt（V）.下列說法正確的是

A.電流頻率為100Hz
B.V的讀數(shù)為24V
C.A的讀數(shù)為0.5A
D.變壓器輸入功率為6W

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u＝11 000sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6 Ω的導線對“220 V/880 W”的電器RL供電，該電器正常工作。由此可知
A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1
B．交變電壓的頻率為100 Hz
C．副線圈中電流的有效值為4 A
D．變壓器的輸入功率為880 W

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

一小型水電站，其交流發(fā)電機的輸出功率為1000kW，輸出電壓為1000V，在輸電過程中，要求輸電線能量損耗不大于4％，已知輸電線電阻為16，用戶降壓變壓器的輸出電壓為240V，求送電線路中，升壓變壓器與降壓變壓器的變壓比各多大?（升降壓變壓器均為理想變壓器）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

風能將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源．風力發(fā)電機是將風能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如圖所示，其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發(fā)電機等．利用總電阻R＝10Ω的線路向外輸送風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能．輸送功率P0＝100kW，發(fā)電機輸出電壓為250V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比1∶20,用戶需要的電壓是220 V ,求：

（1）導線上損失的功率與輸送功率的比值？
（2）在輸電線路中設(shè)置的降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比．
（3）用戶得到的電功率是多少．

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