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解答题 适中0.65 引用2 组卷285
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，全球风能约有2.74×109MW，可以利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。某风力发电系统有风机叶轮、传动装置，发电机、变流器、机组升压器和升压站等部分组成。完成下列问题：
【小题1】如图，某风力发电机的叶片长35m，匀速转一圈约4s，叶片顶端A点的线速度大小__________m/s。某时刻叶片A、B、C三点中(      )

A．B和C的角速度相同       B．A和B的线速度相同
C．A和C的线速度相同       D．A和C的向心加速度相同
【小题2】风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面，设风速恒定为，风向恰好垂直于叶片转动面，已知空气的密度为，该风力发电机能将此圆面内空气动能的10%转化为电能。则在时间t内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能__________。此风力发电机的发电功率__________。
【小题3】发电机主要是利用下列哪个物理原理工作的（　　）
A．电流的磁效应B．电磁感应原理
C．磁场对电流的作用D．电磁振荡
【小题4】如图为某发电机的模型，边长l的正方形闭合导线框abcd在磁感强度为B的匀强磁场中绕中心轴顺时针匀速转动，角速度为。某时刻转到线框平面和磁场平行。该时刻导线框内的感应电流方向为__________（选“abcda”或者“adcba”）。若线框内有n匝线圈。该时刻线框内感应电动势__________。

【小题5】功率为540kW的发电机，发出的电压有效值为700V，通过机组升压变压器将电压升到10kV，则需要的升压变压器原副线圈的匝数之比__________，升压变压器线圈导线的粗细应当选择__________。（A.原线圈比副线圈粗B.原线圈比副线圈细C.原线圈和副线圈一样粗细）。
【小题6】从供电网接入小李家的正弦交流电压随时间变化图像如图所示，该交流电的频率__________Hz，如用多用表交流电压档测量该交流电压，则测量值约为__________V。
23-24高三上·上海崇明·期末
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知识点：传动问题正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导正弦式交流电的电动势和电流有效值升压变压器和降压变压器电功和电功率定义、表达式及简单应用 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
类题推荐
风是由空气流动引起的一种自然现象。从放飞风筝、风帆助航，到风力发电……都是人类对风的有效利用。
【小题1】某同学静止站在水平地面上放风筝（风筝的重力不能忽略），他缓慢释放拉风筝的细线，风筝先后经过同一竖直线上的a、b两点，如图所示。若风筝在a、b两点时，细线对风筝的拉力大小相等

（1）风筝在a、b两点受到空气对其的作用力大小分别为、，则(      )
A.　　B.　　C.
（2）风筝在a、b两点受到空气对其的作用力方向与竖直方向的夹角分别为、，则(      )
A.　　B.　　C.
【小题2】一艘帆船受水平风力的推动，在静水中做匀速直线运动，速度大小为。若水对船阻力大小恒为，船帆的迎风面积为，空气密度为，则风速约为(      )
A.　　B.　　C.　　D.
【小题3】风电机组利用风能带动风轮机叶片旋转，再通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动发电，为人们提供清洁能源。

（1）某款风电机组通过三片长度为的叶片获取风能，如图a所示。叶片匀速转动一周的时间为，叶轮尖端的线速度的大小为________。升速齿轮箱某组齿轮如图b所示，A、B为齿轮上两点，已知。A、B点的向心加速度大小之比________。
（2）风力发电的输电原理如图所示（变压器均为理想变压器）。若输电线的总电阻为28Ω，降压变压器的匝数比，副线圈的输出电压、输出功率为1430kW，那么降压变压器输入电压________V，输电线的焦耳热功率；________kW。

【小题4】某风速测量装置由风杯组系统和电磁信号产生系统组成，如图a、b所示。电磁信号产生系统由半径为L圆形区域的匀强磁场，阻值为r固定于风轮转轴的导体棒OA（导体棒长度大于L），以及测量电路共同组成。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。

（1）风推动风杯绕轴逆时针匀速转动，A端与弹性簧片接触时，流经电流表的电流方向是(      )
A.a→b　　B.b→a
（2）（计算）若导体棒A端与弹性簧片接触时流过电路的电流强度恒为I，测量电路中保护电阻的阻值为R，其余电阻不计。求风杯转动的角速度_________。
正弦交流电的产生方式有很多，它还可以通过变压器进行远距离输电。
【小题1】必修2指出：风力发电的功率正比于单位时间内流过风车叶片圆形区域的空气的动能。
（1）*假设所有空气分子均作速度为v的匀速运动，垂直通过扇叶平面。请从动能计算的角度分析，得出功率P正比于风速v的______次方；（直接填数字）
（2）风吹扇叶，再通过传动装置带动了某个线圈在某匀强磁场中转动，产生电压为的交流电，则时，磁感线与线圈平面______（选涂：“A：平行”“B：垂直”或“C：不平行也不垂直”）；
（3）*若前问中线圈转速加倍，则交流电频率变为______Hz，电压有效值变为______V。
【小题2】发电机输出电压有效值为U、功率为P的正弦交流电，经理想升压变压器（原、副线圈的匝数比为k）后，通过总电阻为r的、裸露的输电线向远处的用户供电。
（1）用户得到的功率为______；
（2）输电导线总长为l，由横截面为圆形的金属导体构成，其电阻率为，则金属的直径为______；
（3）国际单位制基本单位表示前述的单位为______；
（4）*裸露的高压电线上偶尔有几只小鸟来小憩，小鸟没有被电死，是因为______；
（5）架在两根电线杆上的电线保持平衡。相较于夏天，冬天这段电线的质量不变，但密度______。（选涂：“A：不变”“B：变小”或“C：变大”）
【小题3】小名同学寒假里研究家用保温电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性，设计了图甲所示的电路，电路中的电表均为理想电表，图甲和图丙中的定值电阻均为。

（1）通过改变______开展多次实验，获得热敏电阻阻值随温度变化的图像如图乙所示，由此可知：当电压表示数之比时，热敏电阻所处环境的温度约为______；
（2）该电饭锅采用磁控元件（内阻很大，图丙中虚线框内）控制加热电路通或断，当磁控元件两端a、b间的电压大于1.4V时开关S闭合，接通加热电路。若设定电饭锅中电热丝工作的临界温度为，则内阻不计的直流电源电动势______V。
【小题4】小名同学在完成“测量电源电动势和内阻”实验时，记录了路端电压U和外电阻阻值R，得到若干组数据。

（1）在上边中用必要的元件（还缺两个）补全实验的电路图；_____
（2）为了得到一条直线图像，应该选择纵坐标为______、横坐标为；
（3）作出的直线斜率为k，横坐标上的截距为m，可得：电动势______，内阻。
交流发电机

有一种能产生交流电的发电机，工作原理源自法拉第电磁感应定律，其基本部分由产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极组成。

【小题1】一交流发电机的模型如图所示，n = 100匝的矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度 B = 0.1T 的水平匀强磁场中，线框面积 S = 0.4m2，线框绕垂直于磁场的轴 OO′ 以角速度 ω = 50rad/s 作逆时针匀速转动，将图示时刻记为 t = 0，此时线框平面与磁场方向平行。

   

（1）时穿过线框平面的磁通量为________

A．0             B．0.04T             C．4T

（2）试推导该发电机产生的感应电动势随时间 t 变化的表达式。________

（3）交流发电机右边与一调压变压器相连，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，移动滑动触头P，就可调节输出电压，输出端接有一灯泡，灯泡正常发光。现将P沿顺时针方向移动，则灯泡的亮度将________（选择：A．逐渐增强       B．逐渐减弱       C．保持不变）

【小题2】有一发电机产生的交变电流如图（a）所示（图线的上下部分各为正弦曲线），将其输入如图（b）所示理想变压器的原线圈（左侧线圈），已知定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，定值电阻R3的阻值为10Ω，图中电表均为理想电表。若输入原线圈的交变电流，其有效值不随负载变化，则当滑动变阻器接入电路的阻值由50Ω 减小到0的过程中：

   

（1）电流表的示数为________A；

（2）R2和R3的总电功率的变化情况为________

A．逐渐增大                    B．逐渐减小             C．先增大后减小             D．先减小后增大

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