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学校综合实践活动小组的同学,以“为某山区村民解决用电问题”为课题开展实践活动.经...

学校综合实践活动小组的同学,以“为某山区村民解决用电问题”为课题开展实践活动.经过勘测后,设计了一座小水电站,该水电站的拦河坝建成后,可形成30m的水位落差.
请你参与该活动的有关设计与计算.(g取10N/kg)
(1)水电站建成后,河水的流量为100kg/s,则每小时水流能做多少功?
(2)按照理想的设计,发电机的功率应是多少千瓦?若每户村民家平均每天用电2kW•h,则该水电站每天发电l0小时,可供多少户村民用电?
(3)如果实际可供村民用电户远少于上述计算出的用电户数,请你分析:出现该现象的原因是什么?(分析出二条原因)并提出能提高用电户数的办法.(提出二条解决问题的办法)
(1)知道河水的流量和时间,求出水的质量,根据公式G=mg求出水的重力,再根据公式W=Gh求出水流做的功; (2)根据公式P=求出发电机的功率;再根据公式W=Pt求出每天的发电量,除以用户消耗的电能得出村民的户数; (3)根据能量在输送过程中有损耗,任何机械都要做额外功,机械效率总是小于1来考虑. 【解析】 (1)流出水的质量m=100kg/s×3600s=3.6×105kg, 水的重力G=mg=3.6×105kg×10N/kg=3.6×106N, 水流做的功W=Gh=3.6×106N×30m=1.08×108J; (2)发电机的功率P===3×104W=30kW; 每天的发电量W=Pt=30kW×10h=300kW•h, 村民用电的户数n==150(户); (3)原因:①水流做功不能全部转化为电能(或水轮机和发电机的效率要小于1)(或水的重力势能不能全部转化为电能)(或水具有的能量不能全部转化为电能); ②电能在输出的过程中有能量损耗(或输电线有电阻要消耗电能); 办法:①提高水轮机或发电机的效率(或减少额外功,提高转化率);     ②采用变压器输电,减少电能在输出过程中的能量损失(或采用直径较粗的导线输电;或采用电阻较小的导线输电);     ③可建议村民错开用电高峰时间用电(或合理安排村民用电的时间). 答:(1)每小时水流能做功1.08×108J; (2)发电机的功率应是30千瓦;水电站每天发电l0小时,可供150户村民用电; (3)原因是:①水流做功不能全部转化为电能;②电能在输出的过程中有能量损耗; 办法是:①提高水轮机或发电机的效率;②采用变压器输电,减少电能在输出过程中的能量损失.
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考点分析:
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(1)请指出电路连接中的两个不当之处:
______;②______
(2)他们改正电路连接中的不当之处后,闭合开关,移动变阻器滑片时,发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化,但两电表的示数总是比较小,灯泡的亮度也较弱.出现这种现象的原因是:______
(3)电路正常后,他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值.记录如下:
电压(V)2.002.502.80
电流(A)0.200.240.26
①小灯泡正常工作时的电阻大小约为______
②通过分析实验数据可知,小灯泡的电阻是______(填写“不变”或“变化”)的,其原因是:______
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②在实验探究过程中,滑动变阻器不但可以改变电路中的电流,它还是电路中的一个______,但在移动滑片时一定要注意______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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