小亮所在班级的饮水机铭牌如下表所示。他们对饮水机的工作情况进行了与研究,发现当加热内胆里的水温达到90℃时,温控开关就会自动断开,停止加热;当水温降至60℃时,温控开关又会自动打开重新加热,每次加热的时间为t=4min。
(1)饮水机加热一次消耗的电能W0为多少?
(2)饮水机设计热内胆的好处是每次只加热少量的水,既能使人们在较短的时间内喝上热水,又能避免一次加热过多的水而造成浪费。请你根据前面的数据,计算加热内胆的容积。[假设消耗的电能完全转化为水的内能,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)〕。
(3)某日下午放学时,值日生小刚忘了关掉饮水机,直到第二天进教室后才发现,他为自己不小心浪费了电能而内疚。因为他知道,虽然饮水机是断续工作的,但这一晚上(约12小时)也会浪费不少电能。他经过一定的测量,就估算出了这一个晚上浪费的电能。请你简述测量和估算的方祛,不需具体的数据计算。
武汉等地生产的混合动力汽车将服务北京奥运。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
(1)根据以上描述,请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点。_______________________________________________________
(2)下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数(其中容量即为电荷量),试求该蓄电池组最多可储存多少电能。
电压/v |
300 |
功率/w |
30 |
容量/Ah |
100 |
质量/kg |
320 |
(3)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中,测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg,汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示。试计算该汽车内燃机的效率(不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失)。
(10分)山区某工地方程式时,照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为0.018Ω/m,如果电源两端的电压为220V,且保持不变,试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。(计算时不考虑灯丝电阻的变化,数值只取整数,小数可四舍五入)
(10分)一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机,汽缸的直径为95毫米,活塞冲程为127毫米,第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛/厘米2,飞轮的转数是1200转/分,这台发动机的功率是多少瓦?
(10分)由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗,测得该灯泡的实际功率只有81瓦,而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大?你在计算中用到了什么近似?
(10分)引体向上是一项缎炼臂力和腹肌的健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,身体自然悬垂,上拉时,下颚超过单杠;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上拉、下放,重复动作,达到锻炼的目的。今测得小明的体重m=54kg,在时间t=1min内完成n=20次引体向上的动作,每次上拉时上升的高度h=0.5m,g取10N/kg,试求(1)每完成一次动作,小明所做的功;(2)小明做引体向上时的功率。