江汉平原,雨量充沛。甲地有一小型水电站,每分钟有
60m3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
20m。甲、乙两地相距
20km,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
0.2Ω.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=0.2v2.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) |
1.0×104 |
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
1.5V时,电流表的示数为
0.5A.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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