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?
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用循环水进行冷却。北方的冬季,气温有时在-20 ℃以下,到了晚上,汽车司机都要把发动机水箱里的水放掉,早上再向水箱里加水,这是为什么呢?晓明学了密度知识后,查得冰的密度是0.9×103kg/m3,通过计算终于明白了其中的道理。如果某汽车水箱最多能装3.6 kg的水,则
(1)该水箱的容积多大?
(2)水箱中的水结成冰后体积是多少m3?
(3)很冷的冬天,水箱里的水放掉的理由是什么?
(4)实际上,现在汽车水箱中往往还要加入防冻液,加入防冻液后的混合液后,液体的凝固点 ,冬天不容易凝固;沸点,长时间开车也不容易沸腾(选填“升高”、“降低”)。
某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动.
(1)如图(a)所示,通过三个小孔能看到的烛焰(选填“是”或“不是”)烛焰通过小孔成的像;
(2)如图(b)所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机,利用它观察烛焰时,孔对着,膜对着,(选填“烛焰”、“眼睛”),可以看见倒立的像(选填“实”或“虚”);像的形状跟孔的形状(选填“有关”或“无关”)。
如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力.弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示.试解答下列问题.
(1)钩码所受的重力为N.
(2)当h=4cm时,弹簧测力计的示数是N,桌面对钩码的支持力是N.
(3)从开始提升到h=16cm,弹簧测力计对钩码所做的功是多少?
为进行节能灯和白炽灯耗能情况的比较研究。
(1)小明和小华打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着他们找到了小明家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过____W。
(2)他们以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,1min中内电能表指示灯闪烁了50次,根据该数据可算出小明家电路中电流做功的功率为____W。
(3)小明感到此结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是()
| A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 |
| B.小明在时间测量中存在一定的误差 |
| C.小明没有关闭其他的用电器 |
| D.小明在计数存在错误 |
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,因而无法计算节能灯电功率,于是他们各自提出不同的实验方案:
小明的方案:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;
小华的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。
你认为____(选“小明”或“小华”)的方案更合理。
(5)小华按自己方案操作,以指示灯某次闪烁开始计时,并记为第1次,到指示灯闪烁第4次结束计时,刚好360s,则小明家节能灯的电功率____W。若该节能灯与60W的普通白炽灯亮度相同,则该节能灯与亮度相同的白炽灯相比,可以节约____%的电能。
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漏电保护器
根据安全用电要求,住户家里除了要安装防止电流过大的自动空气开关外,还必须安装如图所示的漏电保护器.其示意图如图甲所示,其内部结构相当于一个自动开关,正常情况下,住户家中没有电流流向地面,即图中I3为零,进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等,漏电保护器内部自动开关处于闭合状态.如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面),即图中的I3不为零,就会造成I1和I2不相等,当I1和I2的差异达到一定值,保护器内部自动开关就会立即断开.排除漏电故障后,重新合闸即可恢复供电.为确保使用安全,漏电保护器上设置了试验按钮,需要每月试按一次,如果试验按钮按下漏电保护器无动作,说明漏电保护器需要更换.
(1)关于漏电保护器,下列说法正确的是
| A.当电路发生短路时,漏电保护器会自动切断电路 |
| B.人站在绝缘物上双手分别触摸火线与零线,漏电保护器不会切断电路 |
| C.正常情况下家庭电路中火线中的电流大于零线中的电流 |
| D.漏电保护器跳闸后按下试验按钮即可恢复供电 |
(2)如果电路中发生漏电,漏电电流为I3,则I1、I2、I3大小关系的表达式为.
(3)站在地面上的人体不小心接触了火线,如图乙所示,该人体的电阻为2000Ω,人与地面、电线等的接触电阻为3500Ω,电路中安装了规格为如图丙所示的漏电保护器,该漏电保护器(能/不能)及时断开电路.
(4)由于安装人员的疏忽,在安装三孔插座时,误将连接零线和地线的孔接反,此时如果将洗衣机的三脚插头插入该插座,漏电保护器(会/不会)断开,理由是.