小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材,对原有的窗帘盒进行改造。
1.如图22甲所示,小明在窗帘盒(上方的双虚线框)内安装了电动装置,电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向,就可改变其转轴转动的方向,从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关,可以实现电源对电动机供电电流方向的改变。请你在图22甲右侧的虚线框内,完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。
2.电动机的转速一般很高,需要安装减速装置,如图22乙所示。请说明减速装置的减速原理。
3.下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中,额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”,堵转电流是“在额定电压下,让电动机的转轴固定不动时的电流”。
请根据表中的有关数据计算:
(1)以额定功率运行时,该电动机的效率为多少?
(2)电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成,请分别求出以额定功率运行时,该电动机的热损耗功率和机械损耗功率?
(3)在图22甲中,减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。
拉动半边窗帘时,挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N。则安装电动窗帘时,对传动装置的机械效率有何要求?
随着“西气东输”,天然气进入普通市民家庭,小明家已经开始使用天然气了。小明家原来就有个电磁炉,小明想究竟使用哪种能源更划算呢?小明开始实验并收集有关数据:
(1)小明在水壶里放入5000cm3、20℃的水,记录下当时的气量表示数是134.731m3;随后点火并将火调至最大烧水,开始同步计时;当水烧至沸腾时,气量表读数为134. 871m3,需时24min.小明查到天然气熟瞄约为4.0×107J/m3,单价2.2元/m3。烧开这壶水,水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少?[1标准大气压,C水=4.2×103J/(kg.℃)]
(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热,使用功率为1000 W档正常工作将水加热至沸腾,需时30min。扬州的电费价格为0.5元/度。使用电磁炉烧开这壶水,需消耗多少电能?花费多少电费?
(3)你建议小明家使用哪种能源?请说明2点理由。
节约能源应从点滴做起。不少家庭习惯用遥控器关电视而不断开电源,这一方式虽然便捷,但电视在待机状态下仍要消耗电能,洋洋家彩色电视机的侍机功率大约是5W,若他家平均每天看4h电视.看完后电视总处于待机态。试问:
(1)一个月中(按30天计),洋洋家的这台电视因待机浪费的电能是多少焦耳?
(2)(3分 )如果将这些浪费的电能全部用来烧水.可以将多少质量的水从15℃加热到40℃?若洋洋洗—次澡需要40℃的水20kg.这些烧热的水可供他洗澡多少次?【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
(3)请你就如何降低彩电的电能消耗,提出两条合理化建议:
① ____________
② ______________。
阅读下列短文
父亲拍下儿子在黄河冰面上救人的惊现瞬间
据山西晚报报道,2011年2月4日,张帆与父母来到运城平陆黄河湿地观赏天鹅,突然间,在冰水交融的湖面上,一落水女孩凄厉呼救.张帆迅速趴在了满是天鹅粪的冰面上,匍匐着向前爬去救人.张帆艰难地爬到女孩身后,把在冰面上捡到的女孩遗落的围巾甩给女孩,并向她高喊:“赶紧抓‘绳子’”.女孩很快抓紧了“绳子”,无奈女孩的身体太重,张帆反倒一次次差点被拖入水中(如图所示).小伙子长时间的匍匐,加速了冰的熔化,张帆感觉身下涌出一股股冰水,耳边不断响起“咔嚓咔嚓”的冰裂声.就在千钧一发的时刻,景区管理人员带着救生圈,系着长绳赶来增援,落水女孩终于被托出湖面.
就在张帆救人之时,父亲张京平正在远处专心拍摄天鹅,忽然,在湖中央,一个挣扎着的女孩闯入他的镜头,紧接着,一个匍匐行进的身影,也进入他的视线.他屏住呼吸,小心翼翼地按动快门,见证、记录着一个正在发生、可遇不可求的事件!张京平调整焦距,使年轻人的面容清晰地出现在镜头里,却惊恐地发现——救人的小伙,竟是他的独生儿子张帆!
请回答下列问题:
(1)张帆趴在冰面上匍匐着爬去救人,是因为趴在冰面上能增大与冰面的,减小对冰面的,使冰面不易裂开;
(2)张帆用“绳子”去拉女孩时,反倒差点被拖下水中,说明了;
(3)张帆耳边不断响起“咔嚓咔嚓”的冰裂声是由于冰的产生的;
(4)张京平使用的照相机镜头相当于一个镜,对光线具有_________作用.
在常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高度的重视,如今美国电力需求的21%是来自核电.核电站的大体组成如图所示,核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸汽,水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换.
请在下面的空格中填上适当的内容:
(1)从能量的转化与转移来看,发电机直接将能转化成了电能.
(2)发电机发电时是让线圈在磁场中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为现象.
(3)核电站的能量来自于原子核的变反应。是(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(4)核电站的核废料具有性,对环境会造成相当大的危害。能源非常紧缺的今天,“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务,我们要从生活中的点滴做起,为保护人类共同的家园——地球,做出一份努力.请就如何做到“节能”或“减排”,简要谈谈你的一个建议:
近两年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车.小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究:
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧放出的________能转化为机械能,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得________J的能量;(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的__________较大的特点.
(3)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机的效率为.汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,则燃烧质量为m、热值为q的汽油,能使汽车前进的距离
s= 。(用前面给出物理量的符号表示距离)