Question

“电”与现代生活密不可分，请阅读下列相关资料，运用有关“电”的知识和规律，回答问题．
（1）小王同学想测量家中新购买的绿色电冰箱的耗电情况，他将家中其他所有用电器断开．只使用该冰箱，观察电度表转盘的转动情况．测得冰箱制冷时．转盘每12s转动一圈；保温时，每2min转动一圈．电度表上表明每千瓦小时转2000圈．该同学还测得每小时制冷时间10min，保温50min．在一天内，该电冰箱制冷时的功率约为 w；如果按每月30天计算，该电冰箱月耗电为

27

kW?h．
（2）有一种抽水蓄能水电站可以把晚上多余的电能储存起来．放到白天使用．其原理是：将晚上多余的电能用来把水抽到高处的水库里，到白天再将高处的水放出来发电以补充电能．假设：抽水机的工作效率为75w，发电机的工作效率为80w，不计其他损耗．水库水位平均高度为100m．白天每千瓦时电能的电费为0.617元，晚上每千瓦时电能的电费为0.307元．每千克水升高lm 的能量为loJ．则电厂利用1×10⁹ T水储能转换，因白天和晚上的电费价格差而获取的利润为多少元？
（3）如图所示是助动车的转向指示灯线路．电路中LD_l、LD₂．为前后两个左转向灯．RD₁、RD₂．为前后两个右转向灯，D为在仪表盘上转向指示灯．四个转向灯分别“6V、2，5A”的灯泡，D为“6V、0.25A”的小灯泡，当灯泡的实际电压小于额定电压的60%时．灯泡不发光，灯泡电阻保持不变．RJ为不计电阻的通断器．可使电路间歇地通断；但当闪光器RJ，中的电流小于4A时，虽有电流通过RJ却不会使电路间歇地通断．K为转向灯开关．是一个单刀三掷开关．正常情况下，把K拨至1位，LD₁、LD₂会发出闪光，示意助动车将左转，同时D指示灯闪烁向驾驶员显示转向灯的工作情况；把K 拨至2位，RD₁、RD₂会发出闪光，示意助动车将右转，同时D指示灯闪烁向驾驶员显示转向灯的工作情况．
当驾驶员将K 拨至1位时，发现D灯发光但不闪烁．据此现象可以判定电路的哪一处发生了怎样的故障，请说明理由．

Answer 1

分析：（1）本题首先要清楚“2000r/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的水平转盘转过2000转，电功率根据公式W=Pt来求．
（2）先计算晚上抽水消耗的电能，再计算白天放水产生的电能，再根据白天和夜晚电费的价格差而产生的利润；
（3）D灯发光但不闪烁，说明电路电流小于4A，

解答：解：（1）由题意可知：电冰箱所做的功W=

1

2000

kW?h=1.8×10³J；
p=

W

t

=

1.8×103J

12s

=150W；
电冰箱月耗电W₁=Pt=0.15kW×6h×30=27kW?h；
（2）设晚上抽水消耗电能为△E_耗，则有η₁△E_耗=E₀mh；
△E_耗=

E0mh

η1

=

10J×1×109×103×100

75%

J=1.33×10¹⁵J=3.7×10⁸kW?h；
白天放水发电为△E_电，则有：△E_电=η₁E₀mh=80%×10×10¹²×100J=8×10¹⁴J=2.22×10⁸kW?h；
因白天、夜晚电费的价格差而产生的利润为0.617×2.22×10⁸元-0.307×3.7×10⁸元=2.34×10⁷元．
答：因白天和晚上的电费价格差而获取的利润为2.34×10⁷元；
（3）在额定电压下，R_LD1=R_LD2=R_LD3=R_LD4=

6V

2.5A

=2.4Ω；
如果左路中有一盏转向灯发生断路故障，右路正常，此时流过RJ的电流为I=2.5A+

6V

RD+ RLD1RLD2 RLD1+RLD2

=2.74A＜4A；
所以RJ有电流流过，但不会使电路间歇地通断，如果右路中有一盏转向灯发生断路故障，左路正常此时流过RJ的电流为I=5A+

6V

RD+RLD

=5A+

6V

24Ω+2.4Ω

=5.23A＞4A；
所以RJ仍能使电路间歇地通断，即使左转向灯指示灯闪烁，
根据以上分析可以判定故障发生在左路，其中一盏转向灯发生断路故障．

点评：本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功的计算，难点是对电路的分析，找出其中电路的故障原因．