题目内容
【题目】一台小型发电机的最大输出功率为100 kW,输出电压恒为500 V,现用电阻率为1.8×10-8 Ω·m,横截面积为10-5 m2的输电线向4×103 m远处的用户输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率不得超过发电机总功率的4%,求:
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
(3)想一想,当深夜接入电路的用电器减少时,用电器两端的电压是大于、小于还是等于
220 V?若用电器电路中电流为100 A,求此时用电器两端的电压数值.
【答案】(1)1∶12 (2)288∶11 (3)大于220 V 227 V
【解析】(1)输电要用两根导线,则输电线的电阻为r=ρ=1.8×10-8×Ω=14.4 Ω
由题意知P损=P×4%=()2r
代入数据得U2=6 000 V
升压变压器原、副线圈匝数比
(2)I2=A
U损=I2·r=×14.4 V=240 V
而U3=U2-U损=6 000 V-240 V=5 760 V
降压变压器原、副线圈匝数比为288∶11.
(3)用电器总数减少时,用电器两端电压将增大
由题知I4′=100 A则由
所以I3′=A
U损′=I3′·r=×14.4 V=55 V
而U1、U2不变
U3′=U2-U损′=(6 000-55) V=5 945 V
,
U4′=U3′=×5 945 V≈227 V.
【题目】(8分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图1所示,实验步骤:
A.将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。 |
B.用游标卡尺测量挡光条的宽度d |
C.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s |
D.将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。 |
E.从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2。
F.用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。
用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:
(1)滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为v1= 和v2=
(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少量ΔEp=____ __(重力加速度为g)。系统(包括滑块,挡光条、托盘和砝码)动能的增加量ΔEk=__ ____
(3)如果ΔEp=ΔEk,则可认为验证了机械能守恒定律。