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随着人们环保意识的提高,“风光互补路灯”(如图所示)得到了广泛的应用。它在有阳光...

随着人们环保意识的提高,风光互补路灯(如图所示)得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发电,两者皆备时同时发电,并将电能输送至蓄电池储存起来,供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右即停止充电,放电余留20%左右即停止电能输出下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。

       风力发电机

         太阳能电池组件

最小启动风速

1.0 m/s

太阳能电池

180W

最小充电风速  

3.0m/s

太阳能转换效率

15%

最大限制风速

12.0m/s

蓄电池

400Ah-12V 

最大输出功率

400W

大功率LED 路灯  

80W-12V

 

1)若遇到阴天并且无风,仅靠蓄电池供电,最多可供灯具正常发光多长时间?

2)若一块该风光互补路灯太阳能电池板的总面积为5m2,当其垂直太阳光方向放置时, 最大发电功率达到180W,则当地垂直太阳光方向1m2 范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少?

(3)当风速为6.0m/s 时,风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下,持续光照12h, 蓄电池的电量也只由20%充到了70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。

 

(1) (2) (3) 【解析】试题分析:根据功率与功的关系式再结和转化效率即可解题。 (1)可供灯具发光时间: (2)当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳辐射的最大功率: (3)太阳能电池板的平均功率: 点睛:本题主要考查了功率的公式属于基础题。  
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考点分析:
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物体在空气中运动时所受空气的阻力f与其相对于空气的速度v有关。我们把研究对象简化为半径为r的球体,并认为空气相对于地面静止。当物体的速度v比较小时,空气阻力f=6πηrv,式中空气的黏度η≈1.8×10-5Pa·s,不考虑它随温度的变化;当物体的速度v比较大时,空气阻力f=πρr2v2,式中ρ为空气的密度。依据以上规律,请分析以下问题:

(已知球体的体积公式为V=πr3ρ=1.29kg/m3ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)

(1)试用第二个空气阻力的表达式计算半径分别为r1=10-6m与r2=10-3m的水滴在空中竖直下落过程中可分别达到的最大速度?

(2)通过计算说明这两种水滴各适合哪一个阻力表达式。

 

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用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力作用会伸长。如果要直接测试成品线材,比较困难。为此,我们可以选用同种材料制成样品进行测试,下表是对样品测试取得的数据。

长度

L/m

250

500

750

1000

1

0.05

0.04

0.08

0.12

0.16

2

0.05

0.08

0.16

0.24

0.32

3

0.05

0.12

0.24

0.36

0.48

1

0.10

0.02

0.04

0.06

0.08

1

0.20

0.01

0.02

0.03

0.04

 

 

请回答下列问题:

(1)这种测试方法,运用了怎样的科学思想__________?

(2)根据样品的测试结果,该材料制成的线材受力后的伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为_________

(3)现有一该材料制成的金属杆,长为5米,横截面积为0.8厘米2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过0.4厘米。其能承受的最大拉力为_________

 

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