如图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图.长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平.己知电源电压恒为6V,小灯泡标有“2V、2W”字样(灯丝电阻不变).两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=l/h).求:
(1)小灯泡的电阻.
(2)湖水水位高于警成水位多少米时,灯泡正常工作.
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是否均匀,说明理由.
风光互补路灯已成为许多城镇、乡村一道靓丽的风景线,如图所示,该路灯既可通过太阳能电池组独立发电储存于蓄电池,也可通过风力发电机独立发电储存于蓄电池。下表为某型号风光互补路灯技术参数。
路灯额 定电压 | 路灯额 定功率 | 太阳能电池板 平均输出功率 | 风力发电 额定风速 | 风力发电 额定功率 |
20V | 60W | 80W | 6m/s | 200W |
(1)如果太阳能电池板接收太阳能的总功率为800W,太阳能电池光电转换效率为多大?
(2)在平均风速为6m/s的白天,风力发电机工作6小时,储存的电能可供路灯正常工作多长时间?
(3)写出风光互补路灯的优点。(写两条)
太阳能热水器被广泛应用于现代生活。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息。求:
太阳照射时间/h | 太阳能转换为水的内能的效率 | 热水器最大水容量/L |
10 | 50% | 100 |
水升高的温度/℃ | 水的比热容/[J·(kg·℃)-1] | 水的密度/kg·m-3 |
60 | 4.2×103 | 1.0×103 |
(1)热水器中水的质量。
(2)热水器中的水增加的内能。
(3)此次热水器接收的太阳能约为多少?如果这些能量由燃烧天然气来提供,则需多少天然气?(天然气的热值为4.2×107J/m3)
如图所示是某太阳能热水器,水容量为100L,该热水器在冬季有效日照时段里,平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J,若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),水的密度为1.0×103kg/m3],求:
(1)热水器中水的质量;
(2)一天内热水器中的水吸收的热量;
(3)热水器在冬季的效率.
海水温差发电是利用海水表层和深层之间的温度差来发电的,据估算,我国南海地区的海水温差发电潜力(输出功率)可达14亿千瓦。下表是某型号发电机的部分技术参数。回答下列问题:
额定发电功率 | 40 kW |
额定发电电压 | 400 V |
线圈电阻 | 0.1 Ω |
净重 | 100 kg |
底部面积 | 0.05 m2 |
(1)发电机正常工作时,输出电流是多少?线圈电阻消耗的功率是多少?
(2)如果发电机的线圈用超导材料制作,则该发电系统的效率将提高多少?
(3)若把南海温差发电潜力全部开发出来,每天发电量为多少?若利用燃煤发电,发电机的效率为50%,则发出这么多电能需要燃煤多少千克?(煤完全燃烧,煤的热值为3×107 J/kg)
(4)请写出开发和推广海水温差发电的优点(写出一条即可)。
为欢迎“有朋自远方来”,张家界建成天门山穿山自动扶梯,整个电梯全在悬崖峭壁的山体隧道内运行。梯级运行总长度为1 000 米,提升高度400米,拥有客流吞吐量72 000 人/天的输送能力,下表是一台自动扶梯的一些参数。
额定电压U/V | 380 |
电功率P/kW | 4(空载)—20(满载) |
运行速度v/(m/s) | 0.5 |
电动机的内阻R/Ω | 2 |
(1)扶梯自始至终匀速运行,扶梯从底端运行到顶端时间是多少?
(2)一个质量为50 kg的游客站在扶梯上,双脚与扶梯的接触面积为400 cm2,他对扶梯的压强多大?
(3)自动扶梯在额定电压下以19 kW的电功率连续运行40分钟,将一批游客送上山顶,该自动扶梯消耗多少焦的电能?电动机产生多少热量?电动机的效率是多少?