1.有用功:我们所需要的功额外功:对于额外负担所不得不做的功. 总功:有用功与额外功. 查看更多

 

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电灯为什么能发出亮光

  电炉和白炽灯泡都是利用电流的热效应工作的.你是否想过:额定电压相同的电炉和白炽灯,电炉的额定功率往往比白炽灯的额定功率大得多,但正常工作时,电炉丝只发出微弱的红光,而白炽灯却发出明亮的光芒.这是为什么呢?

  让我们来观察电炉的炉丝和灯泡的灯丝,也许会找到答案.

  原来电炉丝比较粗,而且是绕成单螺旋状的,螺旋的直径在7~8 mm左右,它的螺距比较大,这样便于散热,因此电炉工作时炉丝的温度不会太高,只在200℃左右,没有达到白炽状态.不过200℃左右的温度,虽然发出的可见光很少,但足以满足加热的需要.

  再看白炽灯,灯丝很细,大约是电炉丝的左右,而且绕成双螺旋状,灯丝间的螺距很小,便于集中热量,这样电流通过灯丝产生的热很快使灯丝温度达到2500℃以上,并保持这个温度,灯丝处于白炽状态,能向外发出明亮的光芒.

  白炽灯工作时,由于将消耗的电能绝大部分转化为热,用以维持灯丝的白炽状态,只将7%~8%的电能转化为可见光,所以白炽灯的效率比较低.

  现在很多家庭使用的是日光灯或节能灯,发光效率比较高,原来它们不是利用电流的热效应工作的.日光灯管内充有稀薄的水银蒸汽,当水银蒸汽导电时,就发射出紫外线,使涂在管内壁上的荧光粉发出柔和的白光.

请回答:

(1)文中提到三种用电器:电炉、白炽灯、日光灯,工作原理相同的是什么?利用了什么原理?

(2)正常工作时,为什么白炽灯的灯丝比电炉的炉丝温度高得多?

(3)第(2)问提到的现象对你有什么启发?你能联系实际再列举几个用类似方法保温或加快散热的例子吗?

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能源危机制约着现代社会的发展,开发和利用可再生能源是人类立早自身解决能源问题的重要举措之一.
(1)目前,煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源,它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡,使大气中________的含量迅速增加,导致全球气温升高.
(2)氢能源是我国正在开发的新能源之一.其使用的主要途径是设法构成原电池,从能量转换的角度看,原电池是一种________转化为电能的装置.
(3 )人类社会的不断进步,必然会带来新一轮的能源革命.未来的新能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规的、不可再生的能源,从理想的角度考虑,它必须满足许多条件,如:必须足够丰富,可以保证长期使用;必须足够便宜,可以保证多数人用得起;相关的制备、应用技术必须成熟,可以保证大规模使用等,除此之外,你认为还必须满足什么条件?试写出一条________.
(4)电动汽车做为2008年北京奥运会服务的基础设施之一.它没有废气产生和噪声污染,受到各国运动员的欢迎.自行车使用前要先对车上的蓄电池充电,骑行时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力.下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最大时速20km/h一次充电连续行驶里程50km
一次充电最大耗电量0.6kW?h充电电压220V
电机额定电压36V电机额定输出功率180W
车质量40kg最大骑行噪声≤62dB
则如果质量是60kg的人骑电动自行车以最大的时速匀速行驶30分钟,受到的平均阻力是人和车总重的0.028倍,那么这段时间内电动自行车克服阻力所做的功为________
当电动自行车以最大时速行驶时,电机的工作电压等于额定电压,则此时电机的工作电流多少安.
如设想改用太阳能电池来替代蓄电池,则所需的太阳能电池板的面积至少应为________才能满足每天充电一次,连续行驶里程50km所需的电量.设太阳能电池板正常工作状态为阳光垂直照射时,按阳光垂直照射时,地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J的能量,太阳能电池的转换效率为20%计算.(设浙江每天阳光垂直照射平均时间为2小时)

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由于生态环境的破坏和不良生活习惯,出现了罕见的“SARS”疫情.面对突如其来的灾害,举国上下,万众一心,科学防治,战胜“非典”.
①SARS病毒可通过空气传播.当我们吸气时,胸部扩张,胸内肺泡跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强________,________使含SARS病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中;呼气时,胸部收缩,肺的容积减小,肺内含SARS病毒的空气压强________,其中一部分经气管、鼻腔排出体外,还有一部分经痰液排出,SARS病毒等通过痰液________又回到空气中.
②SARS患者治疗中由于呼吸功能障碍而启用应急系统,Puritan-Bennett 700型急救机电源铭牌部分数据如下表:
交流电源220V 1.3A 正常工作时接地泄漏电流<50μA(整机)
内置电池24V 7Ah  平均工作电流2.8A(呼吸频率15次/min)
使用交流电源时该机的额定输入功率多大?若突然停电而使用内置电池,它最多可放出多少电荷量?该电池维持患者正常呼吸的工作时间约多长?
③现需将电能输送到SARS病人隔离区.若使用相同的输电线,输送相同的电功率,从减少输电线上的电能损失、确保供电来看,在500kV和110kV高压输电方案中,应选用哪种输电方案?所选方案的电能损失为另一方案的百分之几?
④武汉大学现代病毒学研究中心在P3实验室已拍摄到SARS病毒侵害人体细胞的全过程.若裸眼可看清直径0.1mm的微粒,用放大倍数为20的放大镜可看到人体细胞,试估算人体细胞直径的大小.
⑤通过体育锻炼增强体质是“科学抗非”的有效途径,肺活量是身体素质的重要生理指标.如图所示是一种测定肺活量的实用方法,图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒,测量前排尽其中的空气.测量时,被测者吸足空气,再通过B尽量将空气呼出,呼出的空气通过导管进入A内,使A浮起.测出圆筒质量为m,横截面积为S,筒底浮出水面的高度为H,大气压强为p0,此时圆筒内气体体积V为多大?压强p为多大?

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小明和同学们到光明农场参加综合实践活动.
(1)小明帮助老乡收割麦子,发现双脚在田里比在田埂上陷得深,由此得出结论:他在田里对地面的压强大于在田埂上对地面的压强.你认为他的说法对吗?为什么?
(2)小明第一天将盛有部分热水的杯子旋紧杯盖后放在桌上(杯盖上有密封圈),第二天他用很大的力也旋不下杯盖,原因可能是
杯内气压小,杯盖与杯口摩擦力
杯内气压小,杯盖与杯口摩擦力
.请为他,提供一种打开瓶盖的方法:
用热水焐一会儿后再用力旋
用热水焐一会儿后再用力旋

(3)聪明的小明在劳动之余做了如图的实验,A、B为两根透明的管子.当用力向月管里吹气时,同学们看到A管中的水上升了,则水面升高的原因是
A管口空气流速加快导致压强减小
A管口空气流速加快导致压强减小

(4)小明打开冰柜取出棒冰准备发给同学们,他发现柜门周围的“白气”是向下沉的,而一根棒冰上表面的“白气”是向上升的,则“白气”是
水蒸气液化成的小水珠
水蒸气液化成的小水珠
;产生以上不同现象的原因可能是
水蒸气液化后小水珠的多少
水蒸气液化后小水珠的多少

(5)农场仓库进了一批化肥,现需要把化肥运到离地面2m高的平台上,为此,同学们分组设计了两种简单机械的组合装置,如图甲、乙所示(已知OA>OB)

①对照甲、乙两种机械装置,我们选用时,首先要考虑的因素是
机械效率
机械效率
,其原因是
机械效率高时额外功少,耗能少
机械效率高时额外功少,耗能少

②如果用乙方案完成任务,这套装置应该具备的条件是:
支点O的位置超过2m
支点O的位置超过2m

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(2003?武汉)由于生态环境的破坏和不良生活习惯,出现了罕见的“SARS”疫情.面对突如其来的灾害,举国上下,万众一心,科学防治,战胜“非典”.
①SARS病毒可通过空气传播.当我们吸气时,胸部扩张,胸内肺泡跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强
减小
减小
大气压
大气压
使含SARS病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中;呼气时,胸部收缩,肺的容积减小,肺内含SARS病毒的空气压强
增大
增大
,其中一部分经气管、鼻腔排出体外,还有一部分经痰液排出,SARS病毒等通过痰液
蒸发
蒸发
又回到空气中.
②SARS患者治疗中由于呼吸功能障碍而启用应急系统,Puritan-Bennett 700型急救机电源铭牌部分数据如下表:
交流电源 220V 1.3A  正常工作时接地泄漏电流<50μA(整机)
内置电池 24V 7Ah   平均工作电流2.8A(呼吸频率15次/min)
使用交流电源时该机的额定输入功率多大?若突然停电而使用内置电池,它最多可放出多少电荷量?该电池维持患者正常呼吸的工作时间约多长?
③现需将电能输送到SARS病人隔离区.若使用相同的输电线,输送相同的电功率,从减少输电线上的电能损失、确保供电来看,在500kV和110kV高压输电方案中,应选用哪种输电方案?所选方案的电能损失为另一方案的百分之几?
④武汉大学现代病毒学研究中心在P3实验室已拍摄到SARS病毒侵害人体细胞的全过程.若裸眼可看清直径0.1mm的微粒,用放大倍数为20的放大镜可看到人体细胞,试估算人体细胞直径的大小.
⑤通过体育锻炼增强体质是“科学抗非”的有效途径,肺活量是身体素质的重要生理指标.如图所示是一种测定肺活量的实用方法,图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒,测量前排尽其中的空气.测量时,被测者吸足空气,再通过B尽量将空气呼出,呼出的空气通过导管进入A内,使A浮起.测出圆筒质量为m,横截面积为S,筒底浮出水面的高度为H,大气压强为p0,此时圆筒内气体体积V为多大?压强p为多大?

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