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太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图25乙所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题:
(1)太阳能属于_____ (选择“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_______(选填“变大”“不变”“变小”)。
(2)玻璃吸热管内表面为何涂成黑色,请说明理由_____。
(3)将质量为100kg的水温度升高了50℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少时间?
新能源汽车可以提供“油”“电”两种驱动模式。“电动”模式以蓄电池为车上的电动机供电,电动机为汽车提供动力。某品牌新能源汽车的质量 ,电动机功率 ,驾驶员质量 ,当汽车在水平路面以 的速度匀速行驶时,汽车所受阻力 为总重力的 倍。 取 。求:
(1)汽车通过 长的桥梁所用的时间 。
(2)电动机工作的机械效率 。
如图所示的电路中,电源电压 保持不变, 是滑动变阻器,可调范围 ;灯泡 上标有“ 、 ”字样; 段是由某种材料制成的粗细均匀的导体棒,其总长 ,导体棒的电阻与长度满足 , 是常量;滑片 与导体棒 接触良好,忽略灯丝电阻随温度变化的影响。
(1)求灯泡的电阻 ;
(2)闭合开关 ,将滑片 滑至 端,调节 使灯泡正常发光,此时电流表示数 ,求 ;
(3)将滑片 移到 端,调节 使其消耗的功率为 ,求电流表的示数。
2017年5月5日,拥有我国自主知识产权的 大型客机在上海浦东机场成功首飞。若客机在空中以 的速度沿水平直线匀速飞行5分钟,受到的阻力是其重力的0.1倍;客机发动机靠完全燃烧航空煤油提供能量,其机械效率为 ;已知客机质量 . 取
(1)求客机在这段时间内通过的路程和发动机的功率
(2)求发动机在这段时间内燃烧航空煤油的质量。(假设航空煤油的热值
如图所示电路,电源电压 恒定不变,小灯泡上标有“ ”的字样,滑动变阻器的规格为“ ”,电流表量程“ ”,电压表量程“ ”,调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关,小灯泡 恰好正常发光,此时电流 内对小灯泡 做功 ,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)小灯泡 正常发光时的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全;
(3)小灯泡 两端电压为何值时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是多少?
质量为 的工人站在水平地面上,用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体,水池底面积为 ,物体重 、体积为 ,物体未露出水面前,此装置机械效率为 .(不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦) 取 求:
(1)物体浸没在水中受到的浮力;
(2)动滑轮的重力;
(3)若工人双脚与地面的接触面积为 ,当他对地面的压强为 时,池底受到水的压强的变化量。