某小型水电站,水以3m/s的速度流入水轮机,而以1m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m,水的流量为2m3/s
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解题思路:(1)根据水的机械能损失,结合能量守恒求出发电机的输出功率;

(2)根据输电线上损失的功率,结合

P

I

2

R

求出输电线上的电流,根据P=UI求出升压变压器原线圈中的电流,从而得出升压变压器原副线圈的匝数比;根据功率损失求出降压变压器的输入功率,结合P=UI求出降压变压器的输出电流,结合电流之比等于匝数之反比求出降压 变压器原副线圈的匝数比.

(1)每秒钟流过发电机的水的质量为:m=ρV=2×103kg,

每秒钟水流机械能损失为△E=

1

2m(v12−v22)+mgh=4×104J

发电机的输出功率:P=75%×80%×△E=24000W;

(2)输电线上损失的功率为:P线=I线2R线

而P线=P×2%

I线=

P出×2%

R线=5A,

因为I2=I线=5A

I1=

P出

U1=100A,

则升压变压器原副线圈的匝数比为:

n1

n2=

I2

I1=

1

20,

又因为I3=I线=5A

I4=

P出(1−2%)

U4=

1176

11A,

所以降压变压器的原副线圈的匝数比为:

n3

n4=

I4

I3=

1176

55.

答:(1)发电机的输出功率为24000W;

(2)升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数的比各是1:20,1176:55.

点评:

本题考点: 远距离输电;变压器的构造和原理.

考点点评: 解决本题的关键知道:1、原副线圈电压之比、电流之比与匝数之比的关系;2、升压变压器的输出功率、降压变压器的输入功率以及功率损失的关系.