题目

水能是可再生能源，可持续地利用它来发电，为人类提供“清洁”的能源． （1）若一水力发电站水库的平均流量为Q（m3/s），落差为h（m），下落前水的流速为v（m/s），发电机的效率为η，重力加速度为g，则全年的发电量为多少度？（设流过发电机后水的速度为零一年按365天计） （2）某小型水力发电站水流量为Q=10m3/s，落差h=5m，不考虑水下落前的流速，取Ρ水=1.0×103kg/m3，g=10m/s2．发电机效率η=50%，输出电压为400V，若要向一乡镇供电，输电线的总电阻为R=8Ω，为使线路上损耗功率限制在发电机输出功率的8%，需在发电机输出端安装升压变压器，若用户所需电压为220V，则在用户处需安装降压变压器．求： ①发电机的输出功率； ②输电线上的电流强度； ③升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数比． 答案：考点：  远距离输电． 专题：  交流电专题． 分析：  （1）利用发电站水库的平均流量和落差求出每秒钟水落下做的功； 知道发电效率，再利用效率求每秒钟流水发电的电能，进而求全年发电量． （2）根据发电机的效率求出发电机的输出功率，再根据输电线上损失的功率P损=I2R求出输电线上的电流，由P=UI得出升压变压器的电压，根据电压之比等于线圈的匝数比得出升压变压器的原副线圈匝数比． 解答：  解：（1）每秒钟下落水的质量为：m=ρQ ① 每秒流入发电机前水的机械能：E=② 一年所发的电能为：Ed=η③ 将数据代入①②③式，解得：Ed=（度） （2）①发电机输出电功率：P1=Qρ水ghη  ④ 将数据代入④式解得：P1=2.5×105（W）⑤ ②由电功率公式可得：P18%=I22R ⑥ 将数据代入⑥式解得：I2=50（A） ③由电功率公式可得：P1=I1 U1  ⑦ 由理想变压器电流公式可得：⑧ 将数据代入上式可解得：⑨ 对输送电路，由电功率公式可得：P1（1﹣8%）=I4 U4 ⑩（1分）I3=I2  （11） 由理想变压器电流公式可得：（12） 将数据代入以上式子解得：（13） 答：（1）全年的发电量为为（度） （2）①发电机的输出功率为2.5×105（W） ②输电线上的电流强度50A； ③升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数比分别为2：25和230：11． 点评：  （1）本题考查了学生对密度公式、重力公式、功的公式、效率公式的掌握和运用； （2）解决本题的关键知道原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压比，以及掌握输电线上损失的功率P损=I2R．

查看本题答案和解析