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  • 更新 2022-09-04
  • 科目 物理
  • 题型 计算题
  • 难度 较难
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江汉平原,雨量充沛。甲地有一小型水电站,每分钟有 60 m 3 的水从高处流下冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电,供乙地使用,水轮机与上游水位的落差为 20 m 。甲、乙两地相距 20 km ,两地间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为 0 . 2 Ω .为预防灾情发生,工作人员用简易无人机(只能水平或竖直飞行)进行实时监测。该机有 A B 两个电动机,它们消耗的电能都由锂电池提供。其中 A 电动机带动顶部的螺旋桨工作,提供升力; B 电动机带动尾部的螺旋桨工作,提供水平推力。无人机飞行时的阻力 f 与飞行速度 v 的关系为 f = 0 . 2 v 2 .该机的部分参数见表格。

质量 ( kg )

1.25

锂电池的电压 ( V )

29.4

锂电池的容量 ( mA · h )

1 . 0 × 10 4

最大飞行速度 ( m / s )

5

A 电动机消耗的最大功率 ( W )

80

B 电动机消耗的最大功率 ( W )

40

(1)若水的机械能有 70 % 转化为电能,求水电站的发电功率。

(2)现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用如图所示的电路进行测量。当电压表的示数为 1 . 5 V 时,电流表的示数为 0 . 5 A .短路位置离甲地的距离是多少米?

(3)当无人机保持一定高度以最大速度沿直线飞行时, B 电动机消耗的功率最大。求此时 B 电动机的效率。(不计电动机到螺旋桨传动过程中的能量损耗)

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江汉平原,雨量充沛。甲地有一小型水电站,每分钟有60m3的水