电容器是电气设备中的重要元件,是储存电荷的装置。两个相距很近又彼此绝缘的平行金属板就形成一个最简单的电容器。在电路图中用符号“”表示。
(1)如图电路,开关置于 时,电容器的一个极板与电源的正极相连,另一个极板与负极相连,两个极板将分别带上等量异种电荷,这个过程叫做电容器充电,电容器一个极板所带电荷量的绝对值叫做电容器所带的电荷量。开关置于 时,充电后的电容器的两极板接通,两极板上的电荷中和,电容器又不带电了,这个过程叫做电容器放电。放电过程中,经过电流表的电流方向为 (选填“ 到 或“ 到 ”
(2)当开关置于 时,通过改变电源电压来改变电容器两极板间的电压 ,电容器所带的电荷量 也随之改变。实验数据如表:
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电压 |
4.0 |
8.0 |
12.0 |
16.0 |
电荷量 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
实验表明,在误差允许的范围内,这个电容器所带的电荷量 与两极板间的电压 的比值是一个常量。换用不同的电容器,这个比值一般是不同的。
电容器所带的电荷量 与两极板间电压 的比值叫做电容器的电容,用符号 表示,表达式为 .在国际单位制中,电容的单位是法拉,符号是 .
①电容器两极板间电压减小,它的电容 。
②上述电路中,若电源电压为 ,换用电容为 的电容器,充电完毕后再进行放电,在全部放电过程中释放的电荷量是 库。
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海水的利用
地球表面的70%以上是海洋,开发利用海洋有广阔的前景.
潮汐是一种海平面周期性变化现象,海平面每昼夜有两次涨落.人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝,在大坝中间装上水轮发电机组.涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电.法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108kW•h.
海水淡化和海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟.部分沿海国家许多工业冷却水来自于海水.
(1)潮汐发电是将能转化为电能;发电机是应用现象制成的.
(2)1吨煤燃烧后可发电2.5×103kW•h,郎斯电站每年的发电量可节约吨煤.
(3)海水用来作工业冷却用水主要是利用了水的大的特性.
(4)海水淡化是利用海水来获得淡水的。(填物态变化的名称)
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混合动力型汽车
利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车,通常指的是利用汽油和电池的汽车.该类型汽车,一般有一台质量较小且较为经济的汽油发动机与电动机.汽油发动机可以满足大多数情况下行驶的需要,当需要更多的动力时,可以再由电动机提供,电动机由能重复充电的蓄电池供电.
有一种类型的混合动力型汽车,称为“并联混合动力型汽车”(如图甲).该车的汽油发动机和电动机通过同一个变速器与车轮相连.何时使用汽油发动机,何时使用电动机,何时两者同时使用由内置电脑确定.这类汽车除了油箱里的汽油之外,不再需要外界其它能源.与电动汽车不同,你不需要将混合动力型汽车的蓄电池接到电源插座上去充电.普通汽车在制动时,汽车的动能全部转化为内能.该类型汽车在制动时,电动机作为发电机使用,把汽车的一部分动能转化为电能,实现了对电池的充电.
(1)混合动力型汽车与普通汽车相比,具有哪些优点(写出两点).
(2)并联混合动力型汽车在制动时,汽车的动能转化为和.
(3)并联混合动力型汽车以速度v匀速行驶时,若汽油发动机与电动机同时提供动力,功率分别为P1、P2,则此时该车受的阻力F=.
1.汽油发动机
2.电动机
3.车轮
4.内置电脑
5.油箱
6.电池
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汽车再生制动器
目前汽车刹车器均采用油压制动,油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉,形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器,能把汽车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来,有效地利用了能量。这种制动器有个重要参数叫“储能效率”,储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止运动的过程中,将机械能转化为电能的效率.
实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力,仍需要与油压制动器 配合使用,产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求,若某汽车以20km/h的速度行驶,刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表:
时间t/s |
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
再生刹车阻力f/×103N |
8.0 |
8.1 |
8.4 |
9.0 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
7.5 |
5.0 |
(1)油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能,而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能,说明能量的转移和转化具有_ _性;汽车再生制动器中将机械能转化为电能的装置是__(电动机/发电机).
(2)某次汽车正常行驶时的机械能为3.75×105J ①若关闭发动机,直至停止运动,有1.5×105J的机械能车化为内能,则该汽车的储能效率是_ _。②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作,产生的内能将_(大于/小于/等于)1.5×105J。
(3)在图中作出汽车刹车时再生制动器0~1.0s内产生的刹车阻力随时间变化的图像。
(4)如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N,由图像可知t=0.7s时,油压制动器需提供_N的刹车阻力.
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旋转活塞式内燃机
燃烧室内产生的高温高压燃气推动活塞旋转以产生动力的内燃机. 是由德国工程师汪克尔研制成功的一种新型内燃机.它的外形如图甲、内部主要结构如图乙.圆形汽缸内的三角形转子(即活塞)将汽缸分为三个工作室(汽缸).跟活塞往复式内燃机一样一个工作循环有四个工作过程.
吸气过程:如图丙,转子为顺时针方向旋转,当扫气条扫过进气口之前,随着转子的运动,工作室的容积会越来越大,使汽缸内气压变小,汽缸进气,当扫气条扫过进气口以后,进气停止;压缩冲程:随着转子的继续运动,汽缸内的体积会越来越小,气体被压缩,此时火花塞点火;加热过程:当汽缸容积小到接近临界值时,火花塞点火,引燃缸内混合气体,气体急速膨胀,推动转子继续顺时针方向转动,随后汽缸容积变大,当扫气条运动到排气口时,做功完成;扫气条扫过排气口以后,排气口与汽缸相通,此时开始排气冲程,转子仍然顺时针方向运动,汽缸容积变小,将缸内废气排出.该工作室完成一个完整的循环过程.图中虽只列出了一个工作室的工作过程,实际上在转子转动一周的过程中,三个工作室均完成了一个工作循环.就意味着输出轴每转动一周,对外要做功三次.由于摆脱了活塞的往复运动,直接把燃烧产生的内能转换成了旋转能量.省去了曲轴连杆机构,使内燃机结构紧凑、轻巧、功率大、运行平稳,有利于高速化.
(1)旋转活塞式内燃机是通过方式改变内能;
(2)如图丁,汽缸内a、b、c三个工作室分别处于不同的工作过程,分别是( )
A.吸气、压缩、做功 | B.吸气、压缩、排气 |
C.压缩、做功、排气 | D.吸气、做功、排气 |
(3)如果一台旋转活塞式内燃机的转速为9000转/分,1秒内对外做功次;
(4)与传统的活塞往复式内燃机相比,旋转活塞式内燃机的转速较(快/慢);
(5)活塞式内燃机是提供动力的机械,实际启动时(需要/不需要)外力.
如图1,天宫一号绕地球运动一圈约1.5小时,宇航员在天宫一号做实验.
(1)如图2,用软绳将小球系在铁架台上,小球不动,下列说法唯一正确的是______.
a.小球质量比在地面时小
b.以地球为参照物,小球是静止的
c.绳对小球没有力的作用,小球不受任何力作用
d.小球绕地球运动的方向不断改变,所以小球一定受到力的作用
(2)如图3,王亚平仅轻轻碰了一下悬空的聂海胜,聂海胜由于______会在舱内继续前进.