如图甲所示,是江苏如东风力发电场的外景,该场是亚洲目前建设规模最大的风电基地,小明在参观了发电场后,对风力发电机产生了浓厚的兴趣。风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢?对这一问题,他做了如下猜想:
①风力发电机的输出功率可能与风速有关
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关,小明设计了如下实验步骤:
①如图乙,将风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在风车转轴上,另一端系上钩码。
②在风车正前方1m处放置电风扇,将电风扇的风速调到1挡位,用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。
③将电风扇换到2、3挡位,重复以上实验,并将数据记录在表格中。
(注:电风扇挡位越高,风速越大)
表一:
电风扇挡位 |
钩码的质量(g) |
提升钩码到A点的时间(s) |
1 |
50 |
15 |
2 |
50 |
13 |
3 |
50 |
10 |
(1)这个实验是通过测量 来比较风车输出功率的大小。
(2)通过实验可以得到的结论是: 。
为了进一步研究风力发电机,他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据:
表二:不同风速下风力发电机每秒获得的风能
风速v(m/s) |
5 |
10 |
15 |
20 |
1s获得的能量E(104J) |
15 |
120 |
405 |
350 |
表三:发电机输出电功率与风速的关系
风速(m/s) |
5 |
10 |
15 |
20 |
输出电功率(kW) |
4 |
360 |
1500 |
1100 |
(3)对表二进行分析,你发现风速在5m/s~15m/s的范围内,风力发电机每秒获得的风能(E)与风速(v)的数学定量关系式是:E= 。
(4)根据表三,风速为10m/s时,这台发电机1h的发电量可供100只“220V 100W”的路灯工作 h。
(5)风速为10m/s时,这台发电机的发电效率是多大?
现有电压为6V并保持不变的电池组一组,“6V 2A”的小灯泡一只,0~10的滑动变阻器一只,开关一只,若干导线,连接成一个小灯泡亮度可以调节的电路。画出满足上述要求的可能电路图,并分析所设计的小灯泡调光电路在使用时的优点和缺点,说明理由。
随着生活水平的提高,伴随着心血管病也比以前增加了.为了提高生活质量,延长人的寿命,掌握心血管健康活动的常识就显得十分重要,心脏在人的一生之中之所以能够 不停地跳动而不疲倦,其原因之一在于它的活动具有节律性,图中是心脏每跳动一次,心房和心室的舒张、收缩情况:
(1)从图分析,心脏在人的一生中不停地跳动,为什么不会疲倦?
(2)如果有人心率为75次/min,则每搏的输出量为70ml,每分钟输出量为,一般情况下,长跑运动员与正常人相比,心率较慢,但较多,所以能满足运动时的供血.
(3)如果有人的心率为 75次/min,则心脏每跳动一次所需的时间是,心房、心室共同处于期,所占的时间约为
(4)若某人的心脏每分钟跳动75次,心脏收缩压为135mmHg(lmmHg=133.322Pa)收缩一次输出血量平均为70ml,那么心脏收缩时的平均功率有多大?
某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示。测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为零;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个,开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。 请在如图所示的方框内完成对该物体质量的测量。
(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m。
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题。
在野外施工中,需要使质量m=4.20kg的铝合金物体升温.除了保温瓶中尚存有温度t=90.00C的1.200kg的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度t0=10.00C升温到66.00C以上(含66.00C),并通过计算验证你的方案.
已知铝合金的比热容C=0.880×103j(kg0C)-1,水的比热容C0=4.20×103j(kg0C)-1,不计向周围环境散失的热量.
.如图所示,一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d=10m,转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描。扫描一周的时间为T=60(s),光束转动方向如图中箭头所示.当光束与MN的夹角为450时,光束正好射到小车上.如果再经过Δt=2.5(s),光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留两位小数)