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4．水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一．某河流水流量为40m3/s，现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000kW的发电机发电，采用高压输电，高压输电线的总电阻为5Ω，损耗总功率的5%．求：（1）设发电机输出电压为500V，则所用理想升压变压器原副线圈匝数比应是多大；
（2）若所用发电机总效率为50%，则拦河坝要建多高．（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2）
分析 根据P损=I2R，结合原副线圈的电压与匝数成正比，即可求解
解答 解：（1）输电线上损失的功率：P×5%=I2R
设升压变压器原线圈两端的电压为U1，副线圈两端的电压为U2
升压变压器输出功率：P=U2I
且 P=P总
则 U2=10000V
由$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}=\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$得
解得 $\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}=\frac{1}{20}$
（2）由水流流量Q知，每秒钟到达发电机涡轮组的水的体积V=Q
每秒钟到达发电机涡轮组的水的质量m=ρV
由题意知：mgh×50%=Pt
解得 h=5m
答：（1）设发电机输出电压为500V，则所用理想升压变压器原副线圈匝数比应是1：20；
（2）若所用发电机总效率为50%，则拦河坝要建5m高．
点评 考查有用功率与总功率的关系，掌握原副线圈的电压与匝数的关系，理解P损=I2R，注意水流流量的建构．
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12．
在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ ）
在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ ）| A． | t=0.005s时线框的磁通量变化率为零 | |
| B． | 线框产生的交变电动势有效值为311V | |
| C． | t=0.01s时线框平面与磁场垂直 | |
| D． | 线框产生的交变电动势频率为100HZ |
19．以水平面为零势能面，则小球水平抛出时重力势能等于动能的2倍，那么在抛体运动过程中，当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度之比为（ ）
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如图为一物体做直线运动的v-t图象，若用v1、a1表示0～t1时间内的速度和加速度，用V2、a2表示t1～t2时间内的速度和加速度，则v1、V2的方向相反，a1、a2的方向相同．（填“相同”或“相反”）