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15.利用风能和太阳能发电是开发新能源常用的两种方式.某种路灯装置如图甲所示,其电路原理图如图乙所示.S2为光控开关,当路面亮度足够时,触片与触点a接触,发电装置给蓄电池充电;当路面亮度不足时,触片与触点b接触,路灯亮.S1是时控开关,L1、L2均为LED节能灯,L1为“24V  48W”,平均每天正常工作5h,L2为“24V  24W”,平均每天正常工作10h.D1、D2均为二极管,它们有单向导电性.风力发电机发电功率随风速变化如下表所示;太阳能电池板的面积为1.5m2,每平方米平均收集的功率为1kW,太阳能电池板光电转化效率为40%.问:

平均风速(m/s)23456
发电功率(W)100200300400480
(1)路灯正常工作时电路中的最大电流是多少?
(2)若路灯安装处某天平均风速为3m/s的时间有4h,平均风速为5m/s的时间有1h,其余时间无风,则风力发电机该天发出的电能是多少?
(3)光照8h获得的电能可供路灯正常工作多少时间?

分析 (1)由电路图可知,当两LED节能灯并联时电路中的电流最大,根据P=UI求出正常发光时的电流,利用并联电路的电流特点求出干路的最大电流;
(2)根据表格数据得出平均风速为3m/s和平均风速为5m/s时的发电的平均功率,根据P=$\frac{W}{t}$求出风力发电机该天发出的电能;
(3)根据效率公式求出光照获得的电能,根据P=$\frac{W}{t}$求出每天两灯消耗的电能,然后求出光照8h获得的电能可供路灯正常工作的时间.

解答 解:(1)由电路图可知,当两LED节能灯并联时电路中的电流最大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,由P=UI可得,电路中最大电流:
I=I1+I2=$\frac{{P}_{1}}{U}$+$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{48W}{24V}$+$\frac{24W}{24V}$=3A;
(2)根据表格数据可知当平均风速为3m/s时,平均功率为200W,当平均风速为5m/s时,平均功率为400W,
由P=$\frac{W}{t}$可得,风力发电机该天发出的电能:
W=W1+W2=P1t1+P2t2=200×10-3kW×4h+400×10-3kW×1h=1.2kW•h;
(3)光照8h获得的电能:
W=W太阳能η=1kW×8h×1.5m2×40%=4.8kW•h,
可供路灯制成工作就是L1每天平均工作5h,L2每天平均工作10h,
则路灯正常工作每天消耗的电能:
W=W1+W2=48×10-3kW×5h+24×10-3kW×10h=0.48kW•h,
获得的电能可供路灯正常工作的时间:
t=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{总}}$=$\frac{4.8kW•h}{0.48kW•h}$=10,即10天.
答:(1)路灯正常工作时电路中的最大电流是3A;
(2)风力发电机该天发出的电能是1.2kW•h;
(3)光照8h获得的电能可供路灯正常工作10天.

点评 本题考查了电功率公式的灵活运用,关键是从题干中获取有用的信息,计算过程要注意单位的换算.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

5.用规格为“220V 10A”的电能表可用来直接测量下列哪个物理量(  )
A.电路中电流的强弱
B.用电器消耗电能的时间
C.总功率是2000W的家庭电路所消耗的电能
D.总功率是3000W的家庭电路所消耗的电能

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

6.在“测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率”的实验中.芳芳同学已连接好如图2的部分电路.已知电源电压为6V,滑动变阻器R1(规格为“10Ω,1A”),滑动变阻器R2(规格为“50Ω,0.5A”),灯泡正常工作时电阻约8Ω.

①请你用笔代替导线,将图2中实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大).
②为保证实验顺利进行,滑动变阻器应该选50Ω,0.5A.
③开关试触时,若发现电流表无示数,电压表示数较大,其故障原因可能是灯泡断路.
④芳芳同学实验时,发现电压表示数如图1,为了测出小灯泡的额定功率,他应该把滑片向B(填“A”或“B”)移动.
⑤实验中,灯泡正常发光时的电流如图1所示,则小灯泡的额定功率是0.8W.

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3.如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验:
(1)该实验原理是v=$\frac{s}{t}$;实验中需要的测量工具是刻度尺和秒表;
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小(选填“较大”或“较小”);
(3)实验中若让小车过了A点才开始计时,则会使所测s1的平均速度偏大.(选填“大”或“小”).

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10.小明做“测定小灯泡的电功率”实验,小灯泡标有“2.5V”的字样.

(1)请用笔画线代替导线,画出缺少的两根导线.
(2)实验中灯泡突然熄灭,可能是灯泡断路,也可能是灯泡短路,下列操作能判断出故障类型的是B.
A.直接更换小灯泡 
B.观察电压表示数 
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
D.移动滑动变阻器滑片,观察电压表示数是否变化
(3)下表是小明在试验中测得的数据,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示.
电压U/V1.01.52.02.53.0
电流I/A0.200.250.280.31
①图乙中电流表的示数为0.3A.小灯泡的额定功率为0.75W.
②请在图丙中作出I-U图象.
③分析图象发现:通过小灯泡的电流与电压不成(成/不成)正比,原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大(或灯丝的电阻随温度的变化而变化).

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20.某种物质质量是39.5g,体积为5cm3,这可能是什么物质?20dm3这种物质的质量是多少?

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