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电能
第六节电能的利用
（2010．浙江衢州）38．在渔船上安装“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，在舟山渔区成为现实。
舟山市将在1000艘渔船上安装“风光互补发电”装置。
“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换一次，项目价格如下表：
项目
风力发电机
太阳能电池板
充电器
蓄电池
安装费
价格（约）
5000元
4000元
1000元
2000元
2000元
（1）“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据▲的原理来工作的；
（2）渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的，如果柴油中碳元素的质量占柴油质量的84％，且完全燃烧时全部碳元素均转化为二氧化碳，则完全燃烧1千克柴油将释放▲千克二氧化碳；
（3）“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦，正常工作1小时可产生多少电能?
如图是不同发电方式的
CO2排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，一天（正常发电8小时）至少减少CO2排放多少千克?
（4）某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置，若该装置平均每天正常工作8小时，目前电费价格约为0.54元／千瓦时，请你帮他通过计算决定是否安装这套装置。
38．
（1）电磁感应（2分）
（2）3.08（2分）
（3）W＝Pt＝0.5千瓦×1小时＝0.5千瓦时（2分）
减少二氧化碳的排放量＝1000×8×0.5千瓦时×（0.42—0.16）千克／千瓦时=1040千克（2分）
（4）二十年电费＝20×365×8×0.5千瓦时×0.54元／千瓦时＝15768元
风光互补发电成本＝5000元+4000元十1000元+2000元×5+2000元＝22000元
因为风光互补发电成本高于二十年电费，所以不经济，建议不安装该装置。
（2分，没有具体计算分析不得分）
（2010．浙江衢州）12．清华大学的虞昊教授致力于第三代照明技术——LED灯的普及工作。
LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长。
虞昊自制的LED台灯，用电压为6伏的电源供电，正常工作电流为300毫安。
那么，此LED台灯正常工作时的功率为
A．1.8瓦B．18瓦C．180瓦D．1800
（2010．浙江湖州）35．低碳生活是指生活作息时所消耗的能源要尽量减少，从而减少二氧化碳的排放量。
“低碳生活”已逐渐被人们接受并付诸行动，节能减排已成共识。
（1）下列不符合“低碳生活”标准的是。
A．少乘电梯、多走楼梯B．多用洗衣机洗衣服，少用手洗
C．安装使用太阳能热水器D．看完电视关掉电源，不让其处于待机状态
（2）研究表明，利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧1吨生活垃圾可以发电225千瓦时。
这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果。
位于我市和孚镇的垃圾发电厂有2台功率均为7．5×103千瓦的发电机组。
若这些机组平均每天工作12小时，则一天可以处理多少吨生活垃圾?
35．
（1）B（2分）
（2）2台机组一天的发电量为：
w=Pt=7．5xlO3千瓦x2×12小时：
1．8×lO5千瓦时（1分）
一天处理垃圾的质量为：
1．8×105/225吨=800吨（1分）
答：
这些机组平均每天工作12小时，则一天可以处理800吨生活垃圾。
（2010．浙江金华）29小明按图所示的电路进行实验，已知L1的额定功率为l6瓦．L2的额定电压为3伏。
闭合开关S后，灯泡L3恰好正常发光，电流表A1和A2的指针均指在如图所示的位置。
则电压表V2的示数为伏，灯泡L2的额定功率为瓦（灯泡L1、L2的阻值恒定）。
29209
（2010．浙江义乌）39.当今世界各国都在“低碳”领域投入大量的人力和财力，来推广和发展这一21世纪的朝阳产业。
2010年2月26日，全省首个单位大容量太阳能光伏发电系统在义乌市国际商贸城四区并网发电（如图甲）。
该项目的启动，显示了义乌“敢为人先”的眼光和勇气。
如图乙是太阳能光伏发电系统工作示意图：
（1）太阳能收集板的能量转化情况是
；
（2）为最大限度让太阳能电池板接受阳光，根据义乌的地理位置，应将它的正面朝
（选填“东”、“西”、“北”）；
（3）商贸城部分区块的商位和通道亮起了利用太阳能光伏发电系统供电的“低碳灯”，根据跟踪记录，2月28日晴天，国际商贸城太阳能光伏发电系统共发电5100千瓦时，则可供多少盏额定功率为100瓦的“低碳灯”正常工作一小时？
39.
（1）太阳（光）能转化为电能………………………………………………….2分
（2）南…………………………………………………………………2分
（3）解：
W=pt=0.1千瓦×1小时=0.1千瓦时………………………………………1分
5100千瓦时÷0.1千瓦时=51000…………………………………1分
（公式1分，结论1分）
（2010．浙江义乌）32.在科学实验考查中，为了测定额定电压为2.5伏的小
灯泡的电功率，某同学连接了如图所示的电路。
（1）闭合开关后，他发现在移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表和电流表的示数都不会改变，且灯泡亮度始终较暗，原因是________________
（2）改正错误后该同学测得了三组数据（见上表），则小灯泡的额定功率为__瓦；
（3）实验后该同学根据表中数据计算了发光灯泡的电阻，发现阻值变化较大，请分析原因：
____________________。
32.
（1）滑动变阻器错误（回答“滑动变阻器的阻值始终在最大处”或“两根导线都接
在滑动变阻器下面的接线柱上”等合理答案也可得分，回答“连接错误”或“电路连接错误”不得分）
（2）0.75（数据带有正确单位的也可得分）
（3灯泡的电阻随温度的升高而增大（能体现“电阻随温度的变化而变化”即可得分，答案中没有体现温度影响电阻的不得分）
（2010．浙江台州）39.太阳能路灯是目前大力推广的高效节能灯。
只要将我国总数1亿盏路灯中的6000万盏改成太阳能路灯，每年就可以节省相当于一个三峡水电站的发电量。
图中是某小区安装的太阳能路灯及其能量流程图，图乙是这种路灯中LED发光三极管的伏安特性曲线。
（1）LED发光二极管的额定电压为3.5伏，请根据曲线计算它的额定功率。
（2）从LED发光二极管的伏安特性曲线可知，当它的电压在2.5伏～3.6伏之间发生微小变化时，LED的电功率大约要变化几百倍。
设计者在电路中接入了PWM控制器，请你猜想：
PWM控制器在电路中的作用是通过让路灯稳定发光的。
（3）与太阳能电池板配套的蓄电池，既要防止阴雨期容量不足，达不到供电需求，又要避免容量过大，造成浪费。
现有5支2瓦的LED发光二极管由同一蓄电池供电，每天照明8小时，为保证3个连续阴雨天的供电，根据表中信息，请通过计算选择最佳的蓄电池。
（注：
为了延长蓄电池寿命，连续阴雨天的用电量不能超过蓄电池容量的50%）
39.
（1）P=UI
=3.5伏×0.6安
=2.1瓦
（2）稳定电压（或调节电压、稳定电流、调节电流等合理答案均可）
（3）发光二极管消耗的电能：
W=Pt=5×2瓦×8时×3=240瓦时
蓄电池的电能W=240．瓦时/50%=480瓦时
蓄电池的容量=W/U=480瓦时／12伏=40安时
应选用蓄电池乙
（2010．浙江台州）34．小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下：
①如图，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码。
②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1档位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。
③将电风扇换到2、3档位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。
（注：
电风扇档位越高，风速越大）
请回答：
（1）这个实验是通过测量来比较风车输出功率的大小。
（2）小柯从网上查到以下数据：
表一：
750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系
表二：
风级与风速的关系
根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，并说明理由。
（3）在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与有关（填一项）。
34．
（1）提升钩码到A点的时间
（2）不能，当风速过大时，发电机的输出功率反而变小（3）风叶的材料（或风叶的面积、风的方向）
（2010．浙江台州）20．图像可以直观地反映有关信息。
对下列图像所含信息的理解，错误的是
A．图①中阴影部分面积表示该物体的密度大小
B．图②中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程
C．图③中阴影部分面积表示该电动机在对应时间内所做的功
D．图④中阴影部分面积表示该用电器在对应电压下的电功率
（2010．浙江温州）37.现有两个电阻R和Ro，R为标准电阻（阻值不变），Ro的阻
值会随温度的升高而减小。
它们的电流随电压的变化曲线如图甲所示。
小明将两个电阻
连接成如图乙所示的电路进行实验研究，实验过程中电源电压保持不变。
（1）据图甲可知，标准电阻R的阻值是▲欧。
（2）实验过程中，当Ro的温度升高时，电压表的示数会如何改变？
▲。
（3）实验过程中，当电压表的示数为4伏时，电阻Ro消耗的电功率是多少瓦？
37.
（1）10
（2）增大
（3）解：
当电压表为4V时，电路的I=0.4A
此时R0的电压8V
PR0=UR0×I=8V×0.4A=3.2w
（2010．浙江温州）35.温州市政府计划今年内建造40个电动汽车充电桩，为温州电动汽车的进一步发展做好配
套设施建设。
下表为某品牌电动汽车的部分相关数据：
（1）空车时，若该电动汽车车轮与地面的总接
触面积是400厘米2，则该车对地面的压
强是多少帕？
（g取10牛／千克）
（2）若该车以40千米／时的速度匀速行驶2.5
小时，则消耗电能多少千瓦时？
（3）该电动汽车采用铁电池供电。
如图所示
为铁电池与锌锰电池给相同用电器供电
时的放电曲线。
与锌锰电池相比较，铁电
池有何特点？
▲（写出两点）。
35.
（1）解：
P=F/S=（1600Kg×10N/Kg）/400×10-4=4×105Pa
（2）S=V.t=40km/h×2.5h=100kmW=100km×0.12Kwh/Km=12Kwh
（3）放电时间比较长久和放电时电压比较大会
（2010．浙江宁波）28．在做“测定小灯泡的电功率”实验时，选用的器材有电压为6V的电源，额定电压为2．5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。
下图是没有连接完的实物电路。
（第28题图）
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。
（2）连好电路闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是▲（写出一种即可）。
（3）经适当调整后，闭合开关，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为2．2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向▲端滑动。
（4）通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成U-I，图像如上图。
据此可计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率是▲W（设电源电压保持不变）。
（2010．浙江宁波）
14．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是
A．灯L1额定功率较大
B．灯L2两端电压较大
C．灯L1的电阻较大
D．通过灯L1的电流较大
（2010．浙江嘉兴）11．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察
A．灯泡的发光情况B．变阻器滑片的位置C．电压表的示数D．电流表的示数
（2010．浙江嘉兴）25．“碳足迹”标示一个人或者团体的“碳耗用量”。
人们消耗的
能源越多，“碳”耗用就多，导致地球变暖的二氧化碳排放也
多，“碳足迹”就大。
当“碳足迹”较大时，就要通过种树来补
偿，这是因为树能通过▲吸收二氧化碳。
科学家测算
1棵杉树平均每年可吸收二氧化碳15千克，右图是电能消耗转化为二氧化碳排放的关系图。
小明家里空调的功率为2400瓦，假设小明家在一年里使用空调的总时间为500小时，则小明家需要种▲棵杉树来补偿“碳足迹”。
25．光合作用，64
（2010．浙江嘉兴）37．2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯。
使用LED灯比旧式灯泡节能90℅，
且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见下表）。
图乙是世博会的吉祥物——“海宝”，夜晚在LED灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱。
LED灯两端电压
（V）
流过LED灯电流
（mA）
LED灯的颜色
1.8
20
红
2.4
20
黄
3.2
20
蓝
（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是▲瓦。
（2）把一个LED灯接入如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5伏且保持不变，电阻R为90欧姆。
闭合开关后，毫安表（比安培表更精确的电流表）的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）有一座“海宝”的质量为2.0×103千克，与水平地面的接触面积为0.4米2，求此“海宝”对地面的压强（g取10牛/千克）。
37．
（1）0.036（2分）
（2）由I=U/R得UR=IR=0.02A×90Ω=1.8V…（1分）
ULED=5V-1.8V=3.2V（1分）
查表得LED灯发出蓝光。
（1分）
（3）F=G=mg=2.0×103千克×10牛顿/千克=2.0×104牛（1分）
P=
=
（1分）
=5×104帕（1分）
答：
（2）此时LED灯发出蓝光，（3）此“海宝”对地面的压强5×104帕。
（2010.浙江杭州）
19．如图电路中电源电压保持不变，闭合开关后，滑动变阻器滑片从左端向右移动的过程中，下列说法正确的是．
A．电压表示数逐渐变大
B．电流表示数逐渐变小。
C．电灯的亮度逐渐增大
D．电路总功率逐渐变小
答案：
C
（2010.浙江杭州）33．小明在“测量小灯泡的功率”的实验时，器材有：
6伏蓄电池、电流表（0-0.6A，0-3A）、电压表（0-3V，0-15V）、滑动变阻器器（500Ω1.5A）、额定电压为2.5伏的小灯泡（正常发光时的电阻约为8欧）、开关各一个，导线若干
（1）如图是尚未连接完整的电路，请完成电路的连接。
（2）实验验测得数据如下表，则小灯泡的额定功率是▲瓦；小明求出了灯泡在不同电压下的电
阻值，发现灯泡电阻随电压变化的规律是，产生这一规律的主要原因是。
次数
1
2
3
4
5
电压（伏）
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流（安）
0.20
0.25
0.28
0.30
0.31
电阻（欧）
5.0
6.0
7.9
8.3
9.0
答案：
33．
（l）连接如图
（2）0.75
电阻随着电压的增大而增大
灯泡的电压增大，电功率增大，温度升高
（2010.浙江杭州）
37．某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（右图为示意图），悬于风力足够大且较稳定的300米高空，中心处大的风扇随风转动，带动发电机，产生的电流通过系着的电线到地面。
假如气球体积3．0×105米3，最大发电功率为3000千瓦；（设300米高空的空气密为1.2千克／米3）问：
（l）气球在高空受到的浮力为多少？
（2）若该风力发电机每年工作6000小时，则它的最大年发电量是多少千瓦时？
（3）根据发电机的工作原理推测其内部必备的组成部件是什么？
（4）A、B、C、D表示四个不同地区300米高空一年内的平均风速，哪个地区最适合风力发电？
答案：
37．
（1）根据F=ρgV排得
F=1.2kg/m3×10N/kg×3.0×103m3
=3.6×106N
（2）根据W=Pt得
W=3000kW×6000h=1.8×l07kWh
（3）磁铁、线圈
（4）C
第七节电热器
（2010．浙江湖州）38．取暖器是常见的家用电器之一。
某取暖器的面板上有两个旋转开关s：
和s：
，如图甲所示。
其工作状态有两种——弱档和强档，分别如图乙和图丙所示。
若要使取暖器工作时处于“弱档”状态，需要将开关S1和S2分别旋至“弱”和“开”。
开关
S1有两个触点，通过开关的旋转可以分别实现不连通、连通电热丝R1和同时连通电热丝
R1、R2来实现不同的工作状态，S1的结构及旋转时连接方式的简图如下：
（1）根据开关S1和S2对电路的控制，在方框内画出该取暖器的电路图（各元件符号如下）。
（2）该取暖器倾倒时不能工作，重新竖立于地板上时又能工作。
其奥秘在取暖器的底部，
如右图：
取暖器的底部有一个伸出塑料外壳的塑料杆，当取暖器
放置在水平地面时，塑料杆会被顶起，接通顶部的开关；而当取暖
器倾倒时，塑料杆底部不受力，在弹簧的作用下使顶部的开关断
开，此时取暖器便不再工作。
该装置起到了“自动开关”的作用。
若该开关记作S3，则S3应该如何接入你所画的电路中?
。
A．串联在干路中B．和R．串联
C．和R2串联D．并联在电源两端
（3）“自动开关”S3接入的目的是。
（4）已知电热丝R1和R2的阻值均为1l0欧，计算该取暖器接入220伏的照明电路正常工作并处于强档时的电功率。
38．
（1）（2分）
（2）A（2分）
（3）在取暖器倾倒时自动切断电路，防止引起火灾（2分）
（4）方法一：
取暖器处于强档工作时R1和R2并联，
每个电阻的电功率为P=U2/R=（220伏）2/110欧=440瓦（2分）
所以取暖器处于强档工作时的功率为440瓦×2=880瓦（1分）
答：
取暖器处于强档工作时的电功率为880瓦。
方法二：
取暖器处于强档工作时R1和R2并联，
通过R1和R2的电流相等，电流I=U/R=220伏/110欧=2安（1分）
所以总电流为I总=2安X2=4安（1分）
此时功率为P=uI总=220伏x4安=880瓦（1分）
答：
取暖器处于强档工作时的电功率为880瓦。
（2010．浙江绍兴）36．以“城市．让生活更美好”为主题的上海世博会于2010年5月1日拉开帷幕。
（1）同在S城某工厂工作的小王和小林想结伴乘火车一起去看世博会。
了解到世博会的开馆时间是9：
00——24：
00，当地的火车时刻表见表一，他们的工作时间表见表二。
①如果，他们想在世博会游览一整天（9：
00——19：
00），他们可以选择星期____乘________车次的火车去。
（为保证工作的顺利进行．要求下班后至上车有4小时的时间，车回S城后至工作有4小时的休息时间。
）
注：
工作时间
日班：
7：
O0——15：
OO
表二：
工作时间表
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
小林
休息
日班
夜班
中班
中班
日班
休息
小王
中班
中班
日班
日班
夜班
休息
休息
中班：
15：
O0——23：
OO
夜班：
23：
00——次日7：
O0
②从火车时刻表可见，D3101车次的火车在两地间行驶时的平均速度是______千米/时（小数点后保留一位数字）。
（2）如图是世博会园区图，主题馆在世博文化中心的____方向。
（3）中国馆、主题馆等屋顶和玻璃幕墙上都安装太阳能发电设施，预计一年可发电500万度，试计算这些电能，可供多少盏“220V1000W”的照明灯全年每天使用15小时?
（一年按365天计）
（4）减少排放，是世博会“低碳”理念的基本要求。
如图甲是测量空气中一氧化碳含量变化的电路图，氧化锡传感器的电阻随一氧化碳含量的变化而变化，观察电压表示数就能判断一氧化碳的含量是否超过要求。
某氧化锡传感器的技术资料显示，其电阻的倒数（1/R）与一氧化碳含量的关系如图乙所示，则图甲中电压表示数U与一氧化碳含量之间的关系符合下图的是_______。
36．
（1）①周六D5552②117.9
（2）西南
（3）W＝Pt＝5×106千瓦时＝l千瓦×n×365×15时
n＝913盏
答：
可供913盏1000瓦的灯使用。
（4）④
（2010．浙江金华）38．浴霸是安装在浴室可供取暖和照明的家用电器，某浴霸的铭牌和简化电路图如图所示，图中L1为额定功率40W的照明灯，L2为额定功率880W的红外线取暖灯。
求：
（1）照明灯正常工作时电阻为多少欧姆？
（2）取暖灯正常工作时的电流为多少安培？
（3）若让L，和k同时正常工作500秒钟，共消耗多少电能？
38解：
（1）根据R1=U2/P1
=（220v）2/40W
=1210Ω
（2）根据I2=P2/U
=880W/220V
=4A
（3）P=P1+Pz=40W+880W=920W
根据W=Pt
=920W×500s
=460000J
（2010．浙江温州）31.小明家的厨房中有电饭煲、电磁炉和微波炉。
他为了比较这三种电器在加热水时的耗电。
情况，在家长的帮助下进行实验，步骤如下：
（一）量取500毫升水，测出水的初温，关闭其它用电器，将电饭煲单独接入电路给水加热。
当电能表的转盘转动100圈时，立即切断电路，测出电饭煲内水的末温。
再把电饭煲换为电磁炉、微波炉重复实验，结果如表一。
（二）增加水量和电能表的转数，重复上述实验，结果如表二。
（1）除电能表外，本实验还需要的测量工具是▲。
（2）本实验通过观察▲来比较三种电器的耗电情况。
（3）本实验可得出的初步结论有▲。
31.
（1）温度计
（2）初温和末温的差
（3）这三种电器用来加热时，耗电量微波炉大于电饭煲大于电磁炉
（2010．浙江杭州）35．如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热能均能被水吸收，保温状态水温保持在80℃以上。
回答下列问题：
（l）保温状态下，开关S0、S分别处于什么状态？
（2）求电阻R0和R的阻值。
（3）80℃的一杯水，放在桌上自然冷却，每隔5分钟记录一次水温，得出丙图图线。
从图中可以得出什么降温规律？
（4）一满壶80℃的水，自然冷却到室温，水释放的热量为多少？
（水的比热c=4.2×103J/（kg．℃）]
答案：
35．（l）S闭合，S0断开
（2）根据P=IU,I=U/I，得R=U2/P
设加热状态的电功率为P加热，保温状态时的电功率和阻值分别为P保温、R串R串，
加热状态：
R=U2/P加热=（220V）2/110W=44Ω
保温状态：
R串=R+R0=U2/P保温=（220V）2/4110W=1210Ω
R0=1210Ω–44Ω=1166Ω
（3）水的温度下降越来越慢（开始降温快些，后来降温慢些）。
（4）根据Q=cm（to一t）及ρ=m/V得：
Q=cρV（to一t）
=4.2×103J／（kg.·℃）×1.
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