题目内容

某电站利用水能（只考虑重力做功）发电，河水流量为Q=5m3/s，落差h=10m，水能发电的总效率η=0.5，电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，若发电机输出电压是400V，升压器原副线圈的匝数之比为2：25，输电线的总电阻为4Ω，用户需要电压为220V．假设变压器是理想的，输电线路如图所示，取ρ水=103kg/m3，g=10m/s2．求：
（1）输电线上损失的功率
（2）降压器上原、副线圈的匝数比．
（1）P出=
ηmgh
t
=
ηρ水Vgh
t
=ηρ水Qgh
代入已知数据，解得P出=2.5×105W
Ι1=
P出
U1

升压器的匝数比
n1
n2
=
I2
I1

P损=I22R
代入数据，解得P损=1.0×104W
（2）?U2=
n2U1
n1

U3=U2-I2R
降压器的匝数比：
n3
n4
=
U3
U4

代入数据，解得
n3
n4
=
240
11

答：（1）输电线上损失的功率为1.0×104W；
（2）降压器上原、副线圈的匝数比为240：11．
练习册系列答案
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(19分)在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件(如图)，在E、F间通人恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现了电压UH，称为霍尔电压。
（1）电流和磁场方向如图中所示，载流子是电子，M、N两端中哪端电势较高?
（2）试证明：，K为与材料有关的常量。
（3）为了提高霍尔元件的灵敏度，可采用哪些方法?[
如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u=220
2
sin100πt（V），当用电器电阻R0=11Ω时（　　）
A．通过用电器R0的电流有效值是20A
B．升压变压器的输入功率为4650W
C．发电机中的电流变化频率为100Hz
D．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率增大
在远距离输电中，如果输送功率和输送距离不变，要减少输送导线上热损耗，目前最有效而又可行的输送方法是（　　）
A．采用超导材料做输送导线
B．采用直流电输送
C．提高输送电的频率
D．提高输送电压
某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V．
（1）输电电路如图所示，求升压变压器的原、副线圈的匝数比______、降压变压器的原、副线圈的匝数比______；
（2）如果该村某工厂用电功率为60kW，则该村还可以装“220V　40W”的电灯______盏．
如图是通过街头变压器降压给用户供电的示意图．输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动．输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R0表示．当负载增加时，则（　　）
A．电压表、的读数几乎不变
B．电流表的读数增大，电流表的读数减小
C．电压表的读数增大，电流表的读数增大
D．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值不变
发电厂的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，通过导线上的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率下列表达式正确的是（　　）
①
U21
R
　　　　②
(U1-U2)2
R
 ③IU1④I（U1-U2）
A．②③B．②④C．③④D．①④
目前电能都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学研究小组在实验中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现．
(1)实现无线传输能量，涉及能量的________、传播和接收．
(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波
(　　)．
A．在传输中很多能量被吸收
B．在传播中易受山脉阻隔
C．向各个方向传输能量
D．传输能量易造成电磁污染
(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P与它到天线塔的距离R相关，实验测量P和R的部分数据如下表：
R/m
1
2
4
5
x
10
P/W
1 600
400
100
y
25
16
 
①上表中的x＝________，y＝________.
②根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系为________．
(4)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传播电能还处于实验室阶段．为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需要解决一系列问题，请提出至少两个问题．
__________________________________________________________________
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如图13-14所示，某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给用户，输电站输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压器原副线圈的匝数之比为1∶25，输电线上功率损失为4%，用户所需电压为220 V，求输电线的电阻和降压变压器的匝数比是多少？

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