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一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则(  )
A.T1原、副线圈电流分别为103A和20A
B.T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V
C.T1和T2的变压比分别为1:50和40:1
D.有6×104盏灯泡(220V、60W)正常发光
由P=UI可得,
升压变压器输入电流I=
P
U
=
4000×103
4000
A=1×103A

P=I2R得,
升压变压器的输出电流I2=
P
R
=
4000×103×0.1
1×103
A=20A

故A正确.
I1
I2
=
n2
n1
得,
n1
n2
=
I2
I1
=
20
1×103
=
1
50
   ①
根据
n1
n2
=
U1
U2
得,
升压变压器的输出电压U2=
n2
n1
U1=50×4000V=2×105V

输电线上的电压损失U=I2R=20×1000V=2×104V
降压变压器的输入电压U3=U2-I2R=2×105-20×1000V=1.8×105V   ③
用户得到的电压即为降压变压器的输出电压U4=220V    ④
由③④可知B正确.
降压变压器的匝数比
n3
n4
=
U3
U4
=
1.8×105
220
=
9000
11
   ②由①②知C错误
用户得到的功率P3=P2-10%P2=0.9×4000KW=3600KW
可供灯泡正常发光的盏数n=
P3
P
=
3600×103
60
=6×104
故D正确.
故选ABD.
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①求大风吹倒信息亭的过程中,至少需要对信息亭做多少功;
②若已知空气密度为ρ,大风的风速大小恒为v,方向垂直于正常直立的信息亭的竖直表面,大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零.求信息亭正常直立时,大风给它的对时间的平均作用力为多大.
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v2
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一台水轮发电机,每秒有2.0m3的水流过水轮机,若河坝水位高度差是20m,求水每秒对水轮机最多做多少功?若其中有40%转化为电能,问发电机输出功率是多大?

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科目:高中物理 来源:2012年北京市海淀区高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

大风可能给人们的生产和生活带来一些危害,同时风能也是可以开发利用的清洁能源.
(1)据北京市气象台监测显示,2012年3月23日北京刮起了今年以来最大的风,其短时风力达到近十级.在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中,如图甲所示.已知该信息亭形状为长方体,其高度为h,底面是边长为l的正方形,信息亭所受的重力为G,重心位于其几何中心.
①求大风吹倒信息亭的过程中,至少需要对信息亭做多少功;
②若已知空气密度为ρ,大风的风速大小恒为v,方向垂直于正常直立的信息亭的竖直表面,大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零.求信息亭正常直立时,大风给它的对时间的平均作用力为多大.
(2)风力发电是利用风能的一种方式,风力发电机可以将风能(气流的动能)转化为电能,其主要部件如图乙所示.已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S,运动的空气与受风面作用后速度变为零,风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变.当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时,风力发电机输出的电功率为P.求在同样的风向条件下,风速为时这台风力发电机输出的电功率.
利用风能发电时由于风速、风向不稳定,会造成风力发电输出的电压和功率不稳定.请你提出一条合理性建议,解决这一问题.

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