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9.一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為100kW,輸出電壓恒為500V,現(xiàn)用電阻率為1.8×10-8Ω•m,橫截面積為10-5 m2的輸電線向4×103 m遠(yuǎn)處的輸電,要使發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),輸電線上的損失功率不超過發(fā)電機(jī)總功率的4%,(提示:高壓輸電的過程需要2根導(dǎo)線)求:
(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少?
(2)如果用戶用電器的額定電壓為220V,那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少?
(3)想一想,當(dāng)深夜接入電路的用電器減少時(shí),用電器兩端的電壓是大于、小于還是等于220V?若用電器電路中電流為100A,求此時(shí)用電器兩端的電壓數(shù)值.

分析 (1)(2)發(fā)電機(jī)輸出功率是100kW,輸出電壓是250V,根據(jù)P=UI可計(jì)算出升壓變壓器原線圈的輸入電流I1,在根據(jù)輸電線上的功率損失為4%,可計(jì)算出升壓變壓器副線圈的電流I2,根據(jù)n1n2=U1U2即可求出升壓變壓器的匝數(shù)比;由題意可計(jì)算出用戶得到的功率,根據(jù)P=UI又可計(jì)算出降壓變壓器原線圈兩端的電壓,即可求出降壓變壓器的匝數(shù)
(3)用電器總數(shù)減少時(shí),干路電流減小,故干路損失電壓減小,用電器兩端電壓將增大,由U3U4=n3n4求的電壓

解答 解:(1)輸電要用兩根導(dǎo)線,則輸電線的電阻為:r=ρ2lS=1.8×10-8×2×4×103105Ω=14.4Ω
由題意知:P=P×4%=(PU2)2r=(105U2)2×14.4
解得:U2=6 000 V
升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為:n1n2=U1U2=5006000=112
(2)輸電線路的電流為:I2=PU2=1056000 A=503 A
損失的電壓為:U=I2•r=503×14.4 V=240 V
而降壓變壓器原線圈的電壓為:U3=U2-U=6 000 V-240 V=5 760 V
n3n4=U3U4=5760220=28811
降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為288:11
(3)用電器總數(shù)減少時(shí),用電器兩端電壓將增大
由題知:I4′=100 A
則有:I4I3=n3n4=28811
所以有:I3′=1100288
U′=I3′•r=1100288×14.4 V=55 V
而U1、U2不變
U3′=U2-U′=(6 000-55)V=5 945 V
U3U4=n3n4得:
U4′=n4n3×U3′=11288×5 945 V≈227 V.
答:(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是1:12
(2)如果用戶用電器的額定電壓為220V,那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是288:11
(3)大于220 V,此時(shí)用電器兩端的電壓數(shù)值為227V

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道原副線圈的匝數(shù)比等于原副線圈的電壓比,以及掌握輸電線上損失的功率P=I2R.輸電線上損失的功率往往是突破口

練習(xí)冊(cè)系列答案
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19.如圖所示,由A、B兩個(gè)恒星組成的雙星系統(tǒng),它們?cè)谝ψ饔孟吕@O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若A、B兩恒星到O點(diǎn)的距離分別為rA和rB,轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,引力常量為G,則( �。�
A.A恒星的質(zhì)量可能為\frac{4{π}^{2}({r}_{A}+{r}_{B})^{3}}{G{T}^{2}}
B.這兩顆恒星的角速度之比為\frac{{ω}_{A}}{{ω}_{B}}=\frac{{r}_{B}}{{r}_{A}}
C.這兩顆恒星的向心加速度之比為\frac{{a}_{A}}{{a}_{B}}=\frac{{r}_{B}}{{r}_{A}}
D.這兩顆恒星的線速度之比為\frac{{v}_{A}}{{v}_{B}}=\frac{{r}_{A}}{{r}_{B}}

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20.兩塊豎直放置的平行金屬板A、B間距為d,兩板間電壓為U,一質(zhì)量為m且?guī)д姷馁|(zhì)點(diǎn)從兩板間的M點(diǎn)開始豎直向上運(yùn)動(dòng),初速度大小為v0,當(dāng)它到達(dá)電場(chǎng)中N點(diǎn)時(shí),速度變?yōu)樗椒较�,大小仍為v0,如圖所示,此過程中(忽略帶電質(zhì)點(diǎn)對(duì)金屬板上電荷均勻分布的影響,重力加速度為g)( �。�
A.質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒
B.電勢(shì)能的增量為-\frac{1}{2}mv{\;}_{0}^{2}
C.M、N兩點(diǎn)間的豎直高度差HMN=\frac{{v}_{0}^{2}}{2g}
D.M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN=\frac{U{v}_{0}^{2}}{2dg}

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,圓導(dǎo)線環(huán)A中通有電流I,方向如圖,處于實(shí)線位置的圓B的一半面積在A環(huán)內(nèi),另一半面積在A環(huán)外,則圓B內(nèi)的磁通量不為零(填“為零”、“不為零”),若圓B移至虛線位置,則圓B的磁通量變大(填“變大”、“不變”或“減小”).

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4.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B,在同一高度處,A物體自由落下,B物體沿光滑斜面下滑,則它們到達(dá)地面時(shí)(空氣阻力不計(jì))( �。�
A.A、B兩物體重力做功的瞬時(shí)功率相同
B.速度相同,動(dòng)能相同
C.A、B兩物體在運(yùn)動(dòng)過程中A物體重力的平均功率大于B物體重力的平均功率
D.B物體重力所做的功比A物體重力所做的功多

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14.關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論、電磁場(chǎng)和電磁波,下列說法正確的是( �。�
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B.變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)
C.振蕩的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng),震蕩的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生震蕩電場(chǎng)
D.電磁波的傳播需要介質(zhì),并且電磁波能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象

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1.如圖所示,相距為d的水平虛線M、N之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)的正方形線圈abcd,從磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止釋放,已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度和ab邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相同,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.求:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力大�。�
(2)線圈恰好全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大��;
(3)線圈穿越磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生多少熱量.

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18.如圖所示,豎直平面xOy內(nèi)有三個(gè)寬度均為L(zhǎng)首尾相接的電場(chǎng)區(qū)域ABFE、BCGF和CDHG.三個(gè)區(qū)域中分別存在方向?yàn)?y、+y、+x的勻強(qiáng)電場(chǎng),其場(chǎng)強(qiáng)大小比例為2:1:2.現(xiàn)有一帶正電的物體以某一初速度從坐標(biāo)為(0,L)的P點(diǎn)射入ABFE場(chǎng)區(qū),初速度方向水平向右.物體恰從坐標(biāo)為(2L,\frac{L}{2})的Q點(diǎn)射入CDHG場(chǎng)區(qū),已知物體在ABFE區(qū)域所受電場(chǎng)力和所受重力大小相等,重力加速度為g,物體可以視為質(zhì)點(diǎn),y軸豎直向上,區(qū)域內(nèi)豎直方向電場(chǎng)足夠大.求:
(1)物體進(jìn)入ABFE區(qū)域時(shí)的初速度大��;
(2)物體從Y軸進(jìn)入電場(chǎng)到經(jīng)過X軸時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)物體從DH邊界射出位置的坐標(biāo).

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3.一根電阻絲接100V的直流電壓,1分鐘產(chǎn)生的熱量為Q;同樣的電阻絲接正弦交流電壓2分鐘產(chǎn)生的熱量也為Q;那么此交流電壓的最大值是( �。�
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