知道电源和用电器.能从能量转化的角度认识电源和用电器的作用. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

电能的利用是人类进入现代文明社会的标志.电能从其来源上说属于________,它的优点是便于传输和转化.电能可以通过各种用电器转化为各种形式的能量.请列举你知道的用电器,并说明其中的能量转化.

 

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阅读以下文章并回答后面的问题.

雨、雪、垃圾能发电

  科学家们发现,大自然中蕴藏着巨大的能量,可以通过多种手段,从21世纪初期开始,有一定规模地向雨雪垃圾索电,是完全可以实现的.

  利用积雪发电:大家知道,积雪的温度是0℃以下,因此雪中蕴藏着巨大的冷能.科学家提出利用积雪发电的大胆设想.它的工作原理是,将蒸发器放在地面上,将凝缩器放在高山上,再用两根管子将它们连接在一起,然后抽出管内空气,用地下热水使低沸点的氟里昂(即现代电冰箱所用的制冷物质)汽化,并以雪冷却凝缩器,由于氟里昂的沸点很低,加上管内被抽空,所以它就沸腾起来,变成气体快速向管子的上端跑去,冲击汽轮机旋转,从而带动发电机发电.试验证明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可见雪的发电本领是十分惊人的.

  雪的资源极其丰富,地球上34%的国家属多雪地区.我国东北和新疆北部是全国下雪天数最多的地区,每年平均在40天以上,积雪日数在90天以上.积雪发电的问世,将使茫茫雪原变成人类的又一理想的未来发电能源.

  利用下雨发电:目前,科学家们研究雨能的利用已获得成功,它是利用一种叶片交错排列,并能自动关闭的轮子,轮子的叶片可以接受来自任何方向的雨滴,并能自动开关,使轮子一侧受力大,另一侧受力小,从而在雨滴冲击和惯性的作用下高速旋转,驱动电机发电.雨能电站可以弥补地面太阳能电站的不足,使人类巧妙而完美地应用太阳能、风能、雨能.

  我国南方雨能资源丰富,特别是华东、华南、中南和西南各省的雨水充足,一年四季冰雪期很少,雨季的降雨量一般都比较多,阴雨天利用雨能发电,阳天利用太阳能发电,这样无论晴天或阴雨天,人们都可以享受到大自然的恩赐,享受到电能带来的光和热.

  微生物电池:在探索微生物能源工作中,一些国家正在从事着微生物电池的研究.什么是微生物电池呢?它是一种用微生物的代谢产物,做电极活性物质,从而获取电能.从研究的进展看,作为微生物电池的活性物质,只限于甲酸、氢、氨等.我们用一种叫产气单抱菌的细菌,处理100摩尔椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做电解液的3个电池串连在一起,生成的电能可使半导体收音机连续播放50多个小时.当然,这只是试验,但它表现出的事实是令人神往的.

  21世纪是人类飞向宇宙的时代,在宇宙飞船这样的封闭系统中,排泄物的处理确实是个必须解决的问题.美国宇宙航行局设计了一种一举两得的解决方案:用一种芽孢杆菌处理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素产生氨.氨用做电极活性物质,在铂电极上产生电极反应,组成了邀翔太空的理想微生物电池.在宇航条件下,每人每天如果排出22克尿,就能够获得47瓦时的电力.

  氢燃料电池,成为微生物能源的又一种电能形式.利用一种产生氢气能力强的细菌,在容积为10升的发酵装置中,每小时所产生的近20升氢气,足以维持3.1~3.5伏燃料电池的工作.科学日新月异的21世纪,有机废水的处理也与微生物电池发生了密切关系.在利用微生物处理有机废水时,在使废水无害化的同时,可以把微生物的代谢产物做微生物电池的活性物质,从而获得电能,从这个角度上,微生物做为同时解决公害和能源问题的一种手段,已引起人们的广泛注意.尽管微生物电池的研制尚处在萌芽状态,使用也还只限于一定范围,但是到21世纪的某一天,微生物电池就能够带动着马达飞转,为人类创造更多的物质财富.

  向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有机物质,其中蕴藏着可观的能量.不少国家已开始利用厌氧细菌将下水道污泥“消化”,然后收集其中产生的沼气作为热源,并将下水道污泥制成固体燃料.

  关于下水道污泥作为固体燃料的开发与实用化研究方面,欧洲国家居领先地位.日本东京都能源局利用下水道污泥作为燃料发电的试验也已获成功.日本能源科学家还将下水道污泥利用多级蒸发法制成固状物,所得燃料的发热量为16 000~18 000 kJ/kg,与煤差不多.

  德国的一家化学公司将工厂下水道排放的废水(其中含10%的普通生活污水)进行处理,所得活性污泥作为燃料,他们在下水道污水中加入有机凝集剂,再用电力脱水机脱去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用压滤机榨干水分,用这种方法制成的燃料发热量大约是9 200~1 000 kJ/kg,并且将其干燥、粉碎后并不影响其燃烧性能.

  从下水道污泥中挖掘潜在能源,不仅开辟了能源新途径,还可以根本上解决城市下水道污泥污染问题.对改善城市地下水水质有着至关重要的作用.环境科学家有必要重新估计下水道污泥的作用和利用价值,进一步研究下水道污水处理以及下水道水系的设计.

  目前,世界上许多国家正在研究,能否建立一个从污水处理到能源、环保方面的综合管理体系,以便一劳永逸地解决下水道污水的去向问题.

摘自《能源趣览》

阅读完以上文章后回答:

(1)文中介绍了哪几种新的能源利用方式?分别是什么?

(2)利用积雪和下雨发电的工作原理分别是什么?

(3)结合你在日常生活中对能源的利用,谈谈你对节约能源的看法.

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叶子、小明和小雨在探究“欧姆定律”的实验时:
①他们提出的问题是:导体中的电流与电压、电阻有什么关系?
②根据经验,他们猜想:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.
③实验过程如下:
a.他们按如下电路图连接电路,请将电路图填画完整.
b.用R1=5Ω的定值电阻做实验,发现当电压表示数分别为0.8V、1.6V、2.4V时,对应电流值分别为0.16A、0.32A和如图电流表的示数.电流表示数为
0.48
0.48
A.
c.换用R2=10Ω的定值电阻,重复上述实验.

④通过分析,他们验证了猜想的正确性,得出欧姆定律.他们经历的探究程序为:提出问题、
猜想
猜想
、实验检验、归纳分析、得出结论
(ⅱ)在上述探究中发现,对同一个导体,U/I的值
不变
不变
,而这个值就是导体的电阻;不同的导体,U/I的值一般不同.可见,电阻是导体本身的一种特性,它的大小与
电压
电压
电流
电流
无关.于是,他们用如图电路验证“影响电阻大小的因素”,在M、N两点之间接入粗细相同而长度不同的镍铬合金丝.实验发现:镍铬合金丝越长,灯泡越暗,说明电阻越
.这种显示电阻大小的方法是
转换
转换
法.
(ⅲ)在上述实验(1)的电路中,将定值电阻换成螺线管,通电后吸引大头针,发现当滑片向左移动时,吸收大头针的数目
,实验说明:电流越大,通电螺线管磁性越强.
(ⅳ)叶子、小明和小雨在理解欧姆定律基础上又共同设计了一种测定水平方向风力大小的装置.其原理如图甲所示:绝缘轻弹簧的左端固定在O点,右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连,一起套在左端也固定在O点的粗细均匀、电阻随长度均匀变化,且水平放置的金属杆上,迎风板与金属杆接触良好;电路中左端导线与金属杆的左端相连,右端导线连接在迎风板上并可随板移动,R是定值电阻,a、b、c、d为四个接线柱.
(1)在他们的设计中,若要求在风力增大时,接入电路的电表示数也随之增大,则应该(
B
B

A.在a、b之间接入电流表,在c、d之间连接导线
B.只在a、b之间接入电流表
C.在c、d之间接电压表,在a、b之间连接导线
D.只在c、d之间接电压表
(2)为了较准确的测出水平方向风力的大小,三位同学先对选定的轻弹簧和金属杆进行了两项测量.
①小明利用测量的数据作出了原长为40cm的轻弹簧的长度L和所受压力F的关系图[见图乙].由图可知:该弹簧每缩短10cm,弹簧受到的压力将增加
2
2
N

②叶子设计了如图丙所示的电路,用来测量长度为50cm的金属杆的电阻.他们备选的部分器材有:
A.电源(能够提供3V的稳定电压)
B.电流表A(量程0~0.6A)
C.电压表V(量程0~3V)
D.滑动变阻器R1(阻值变化范围为0~5Ω)
E.滑动变阻器R2(阻值变化范围为0~10Ω)
选好器材后,叶子和小雨在实验中正确操作,他们记录的测量数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
A表示数I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
V表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
根据他们测量数据可以知道:他们实验中选用的滑动变阻器是
E
E
(填器材的序号字母);他们测出的金属杆的电阻是
5
5
Ω
(3)三位同学最后根据(1)的要求,按图甲进行组装时,除用到上述选定的轻弹簧、金属杆和(2)备选的电源、电表外,还选了阻值R=3Ω的定值电阻.如果无风时,O点到迎风板的距离以及轻弹簧的长度均等于弹簧的原长,则该装置能够测量的最大水平风力是
4
4
N.
(4)对叶子、小明和小雨设计的测定水平方向风力的装置,从力的角度,请你指出可能对测量准确度产生影响的因素之一:
迎风板与金属之间的摩擦力
迎风板与金属之间的摩擦力

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上海国际一级方程式赛车场呈“上”字造型,赛道总长约5.4公里,拥有14个不同转弯半径的弯道和9种不同组合的赛道.赛车比赛中,车手要不断改变赛车的速度和运动方向.赛车比赛精彩激烈、难度大、科技含量高.
(1)为了保证比赛的安全,赛场安排了巡警,如图1是巡警所用的某品牌电动巡逻车,其主要技术参数如表所示.已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍,设该电动机能把电能全部用来牵引巡逻车克服阻力做功.总质量为220kg的四名巡警乘坐该车,在水平路面上以额定功率匀速行驶10min.
整车装备质量680kg
电动机额定功率3kW
额定工作电压48V
最高时速30km/h
求:
①电动机消耗了多少电能?
②巡逻车通过了多少路程?
③若轮胎与地面的总接触面积是9×10-2m2,巡逻车停止时,人和车对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(2)赛车运动对汽车工业的促进作用很大,为节约能源.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,能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来,有效地利用了能量.将汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率.从能量转化的角度看,汽车再生制动器相当于______.(电动机/汽油机/发电机)
(3)某次测试过程中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek-s图象,如图2.可以看出,开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的______,该次测试中储能效率为______.

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上海国际一级方程式赛车场呈“上”字造型,赛道总长约5.4公里,拥有14个不同转弯半径的弯道和9种不同组合的赛道.赛车比赛中,车手要不断改变赛车的速度和运动方向.赛车比赛精彩激烈、难度大、科技含量高.
(1)为了保证比赛的安全,赛场安排了巡警,如图1是巡警所用的某品牌电动巡逻车,其主要技术参数如表所示.已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍,设该电动机能把电能全部用来牵引巡逻车克服阻力做功.总质量为220kg的四名巡警乘坐该车,在水平路面上以额定功率匀速行驶10min.
整车装备质量680kg
电动机额定功率3kW
额定工作电压48V
最高时速30km/h
求:
①电动机消耗了多少电能?
②巡逻车通过了多少路程?
③若轮胎与地面的总接触面积是9×10-2m2,巡逻车停止时,人和车对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(2)赛车运动对汽车工业的促进作用很大,为节约能源.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,能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来,有效地利用了能量.将汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率.从能量转化的角度看,汽车再生制动器相当于______.(电动机/汽油机/发电机)
(3)某次测试过程中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek-s图象,如图2.可以看出,开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的______,该次测试中储能效率为______.

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