Question

一座小型水電站，水以3 m/s的速度流入水輪機(jī)，而以1 m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量為1 m³/s.如果水流能量的75%供給發(fā)電機(jī)，20%使水溫度升高．求：
(1)水溫升高多少？
(2)若發(fā)電機(jī)效率為80%，則發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？
(3)若發(fā)電機(jī)的輸出電壓為240 V，輸電線路總電阻為Ω，允許損失的電功率為輸出功率的5%，用戶所需電壓為220 V，則在送電過(guò)程中所用的升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比各是多少？[變壓器為理想變壓器，g取10 m/s²，水的比熱容為4.2×10³ J/(kg·℃)]

Answer 1

(1)9.5×10^－4℃(2)12 kW(3)　

解析試題分析：(1)每秒水流機(jī)械能損失為

其中有20%能量使水溫升高，則所以.
(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率為，代入數(shù)據(jù)得
(3)發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器到用戶的供電線路示意圖如下圖所示

因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/f0/2/2lbup1.png" style="vertical-align:middle;" />，所以I_線＝6 A
又因?yàn)?i>I₂＝I_線＝6 A，I₁＝＝50 A
所以對(duì)升壓變壓器有，即
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/d2/8/1krxn3.png" style="vertical-align:middle;" />，
所以，對(duì)降壓變壓器有.
考點(diǎn)：考查了電能的輸送以及理想變壓器的工作原理
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道原副線圈的電流比等于匝數(shù)之反比．以及知道發(fā)電機(jī)的輸出功率等于電線上消耗的功率與用戶得到的功率之和．