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187423. (2025•陆港中学•一模) 随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J,1年内提供的电能约为4.8×1011J。求:
(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高多少摄氏度;[c=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)在正常光照下每平方米太阳能电池板每小时接收的太阳能为7.5×106J,每年正常光照时长约2000小时。若面积为320m2的太阳能电池板1年的发电量与一台风力发电机1年的发电量相等,那么太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率是多少?
共享时间:2025-03-01 难度:3
[考点]
利用比热容的公式计算热量,太阳能的利用,电热的综合计算,
[答案]
(1)可以使100g常温下的水升高30℃;(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为10%。
[解析]
解:(1)由题意知,风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,则水吸收的热量为:
Q=1.8×104J×70%=1.26×104J,
由公式Q=cmΔt可得,水升高的温度为:
Δt==30℃;
(2)由题意知,风力发电机1年内提供的电能约为4.8×1011J,
太阳能电池板1年获得的太阳能为:
W=7.5×106J/(m2•h)×320m2×2000h=4.8×1012J,
因为面积为320m2的太阳能电池板1年的发电量与一台风力发电机1年的发电量相等,所以太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为:
η==10%。
答:(1)可以使100g常温下的水升高30℃;
(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为10%。
[点评]
本题考查了"利用比热容的公式计算热量,太阳能的利用,电热的综合计算,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
转载声明:
本题解析属于发布者收集录入,如涉及版权请向平台申诉! !版权申诉
194273. (2024•交大附中•五模) 在物理项目化学习活动中,某科技小组设计了水位自动监测装置,可以通过电流大小确定水位高度,其原理如图甲所示。电源电压恒定,电阻丝R电阻为100Ω,R0是压敏电阻,其阻值与所受压力大小关系如图乙所示,R0下方固定一个绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动,PQ下方通过绝缘杆与圆柱体M固定在一起,M重为50N、高为4m。当水位上升时,PQ随M向上移动。闭合开关,当PQ恰好位于R最下端时,电流表示数为0.06A,M有四分之一体积浸在水中;当PQ上升到R的最上端时,刚好与“⊥”形杆接触,且对杆无压力,设定此时水位为警戒水位。整个装置接触良好且无摩擦,所有连接杆受到的重力和浮力都不计(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
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(1)电源电压;
(2)M的底面积;
(3)当电流为0.2A时,水位比警戒水位上升的高度;
(4)开关闭合后,水位不断上升过程中,电路中电流表示数的变化范围为0.06~       A。
共享时间:2024-05-04 难度:1 相似度:1.33
188368. (2024•交大附中•五模) 图1为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时,被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。某款电磁炉性能参数如表所示,操作面版如图2所示。
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型号 额定电压 额定功率 功率调节范围 温度调节范围 效率
SK2105 220V 2100W 120W-2100W 70℃-270℃ ≥90%
根据以上信息解答:
(1)在使用电磁炉时,锅体内能的增加是通过        的方式获得的;
(2)电磁炉以额定功率工作时的电流;
(3)在1个标准大气压下,将一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收多少热量?若电磁炉以额定功率工作,则烧开这些水最多需要多少时间?
共享时间:2024-05-08 难度:1 相似度:1.33
193380. (2024•师大附中•五模) 如图甲所示,是某款自动控温电热水器的电路图,热水的温度可以设置。其中控制电路电压恒为9V,R1为热敏电阻,置于水箱中,产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计,R1阻值随温度变化的关系如图乙所示;R2为可调电阻,用来设定电热水器的水温;电磁铁线圈电阻忽略不计;当通过电磁铁的电流≥360mA时,衔铁被吸合;当电磁铁的电流≤300mA时,衔铁被释放。工作电路中电热丝R3、R4均置于水箱中,R3=22Ω,保温功率为880W,在加热状态时,热水器的加热效率为80%。工作过程中,电源电压均保持不变。
(1)R4的阻值为多大?
(2)如果电热水器储有60kg的水,电路处于加热状态,正常工作1小时,能使水温升高多少【c=4.2×103J/(kg•℃)结果保留1位小数】
(3)若将R2的阻值调为15Ω,则电热水器中的水温可以控制在哪个范围?
(4)为了将热水器内水的温度调低一些,应对电路进行怎样的调节?请写出你的调节办法(不需要分析理由)
共享时间:2024-05-10 难度:1 相似度:1.33
187181. (2025•西工大附中•六模) 如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图,其中R1的阻值为48.4Ω,R1和R2均为阻值不变的电热丝,饮水机有加热和保温挡,正常工作时,保温挡功率为110W。[c=4.2×103J/(kg?℃)]
(1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流;
(2)当只有饮水机工作时,将3kg水从10℃加热到100℃,加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示,求饮水机的加热效率η;
(3)为节能减排,相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW?h,要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电池?
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共享时间:2025-05-15 难度:4 相似度:1.17
187401. (2025•经开区•一模) 如图所示是小明家一台安装在室外的电辅助壁挂式太阳能的集热器,阴天用电给水加热,天气晴朗时,用太阳能给水加热。水箱安装在室内,其主要参数如表所示。,g=10N/kg。
型号 PJF2﹣100 辅助加热电源 220V~50Hz
水箱容积 100L 采光面积 2.0m2
产水温度 40℃﹣75℃ 辅助电加热功率 1500W
(1)若小明家热水器水箱进水口距离屋顶水池出水口的高度是20m,要将他家空水箱灌满水,那么这些水从出水口流到进水口,水的重力做了多少功?
(2)天气晴朗时,若每平方米面积上在1小时内得到的太阳辐射能平均为2.8×106J。
①太阳照射到地面上每平方米面积上的太阳能平均辐射功率是多少?(结果保留两位小数)
②一箱初温为20℃的水,太阳照射了2h后,天阴了。小明想用40℃的水洗澡,还需要辅助电加热器正常工作多长时间?[太阳能转化为水的内能的效率是45%,辅助电加热器的工作效率为80%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(3)请根据所学物理知识,谈谈在我国北方地区水箱安装在室内的优点。
共享时间:2025-03-07 难度:5 相似度:1
184324. (2023•高新一中•九上期末) 随着节能环保理念的推广,一种利用空气能热泵替代烧煤取暖的装置应运而生。空气能热泵的原理与冰箱制冷相反,它是利用“制热剂”从周围空气中吸收热量,然后再给水箱内的冷水加热,而压缩机消耗电能,推动“制热剂”流动。如表所示为一款变频空气能热泵的压缩机相关参数,“变频”是指当水升温至设定温度后,压缩机会自动降低功率工作。c=4200J/(kg?℃)。
型号 ×××
变频功率P/W 变化范围200~800
电源电压/V 220
(1)该热泵接入家庭电路后,压缩机与其他用电器        联;若热泵将80kg初温为20℃的冷水加热至50℃,则水吸收热量为多少焦耳?
(2)假设该压缩机以600W恒定功率工作0.5h,水温到达指定温度,然后又以变频模式工作了2h,2.5h内热泵消耗的电能为0.74kW?h。求:
①前0.5h内,压缩机消耗多少千瓦时的电能?
②后2h通过压缩机的平均电流是多少A?
共享时间:2023-02-18 难度:2 相似度:0.83
188321. (2024•爱知中学•一模) 某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图甲所示,此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮绕P转动,实现挡位转换,旋至1挡时R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡时R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,主要参数如下表。[]
(1)洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由20℃上升到50℃,此过程水吸收的热量是多少?
(2)R2阻值是多少?
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?
(4)由于使用了多年,洗衣机中的电热丝明显氧化,导致加热状态不正常,而保温洗涤的状态正常。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把洗衣机单独接入家庭电路并调至加热状态,发现电能表1min内闪烁60次,电能表规格如图乙所示,请算出加热状态的实际功率?为了恢复洗衣机机铭牌功率,通过分析数据说出你改进电路从而达到铭牌标准的方案:                    
**牌智能滚筒洗衣机
额定电压 220V
加热功率 2400W
设定温度范围 30℃~90℃
电动机功率 240W
共享时间:2024-03-15 难度:2 相似度:0.83
193619. (2024•铁一中学•四模) 德优题库如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3三挡之间切换;图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳能只将水由20℃加热到30℃,此时开启电加热器,经过2min将水加热到预设温度70℃后进入保温状态。已知电加热器装满水的质量为50kg,水吸收太阳能的效率为60%,水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
(1)太阳能板当天接收了多少J太阳能;
(2)电路中电阻R2的阻值;
(3)开启电加热器后,整个电路在10min内消耗的电能;
(4)在热水器向外供水时,通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与外边20℃的冷水混合,可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃,每个人淋浴用水均为30L,假设热水器内70℃的热水能全部用完,则能满足几个人的淋浴用水?
项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
共享时间:2024-04-26 难度:2 相似度:0.83
187278. (2025•铁一中学•四模) 德优题库随着绿色环保、低碳生活等理念的普及,课堂上小组同学通过讨论设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车(外观如下图甲),其太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能,再将电能提供给车内的驱动电机,从而使汽车获得向前行驶的机械能。
通过在网络上对太阳能电池板和驱动电机的了解,小组所设计的太阳能汽车的相关数据如下,汽车的质量约为750kg,可达到的最高时速为72km/h,车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍,车身铺设的太阳能电池板面积约为9m2,太阳能电池板的能量转换效率为15%,驱动电机能够将输入能量的80%转化为牵引汽车前进的机械能。
(1)小组所设计汽车以最高时速匀速行驶时,牵引力的功率为多少?(g取10N/kg)
(2)小组所设计的汽车太阳能电池板每秒需要获得至少多少焦耳的太阳能才能满足其最高时速行驶的需求?
(3)小组为了验证自己的设计数据是否可行,在网上查到以下相关数据,太阳自身每秒对外辐射的光能约为4×1026J,将太阳看成点光源,因为太阳光向四周辐射,并不是所有方向发出的光都可以到达地球,已知其中
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的光朝向汽车的太阳能电池板照射,且这些太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达太阳能电池板的过程中还有51%的能量损耗,请结合以上数据通过计算说明小组的数据设想是否可行?
(4)请你针对太阳能能源汽车提出一条优化建议。
共享时间:2025-04-24 难度:2 相似度:0.83
193665. (2024•铁一中学•六模) 空气能热水器,也称为“空气源热泵热水器”,其工作原理与空调器极为相似,采用少量的电能驱动压缩机运行,高压的液态制冷剂经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态,并从空气中吸收大量的内能。小帅家买了一款新型空气能热水器(如图﹣1所示),其工作时,液态制冷剂进入蒸发器,生成的蒸汽被压缩机压缩后变成高温、高压的蒸汽进入冷凝器,再将能量传递给冷水,如图﹣2所示,此款热水器的部分参数如下表,正常工作时,将整箱水从26℃加热到56℃,用时56min。小刚查阅资料得知一级能效比为3.4以上,表示耗能最低,二级能效比为3.2,表示比较节能,三级能效比为3.0,四级能效比为2.8,五级能效比为2.6(空气能热水器的能效比指储水箱中的水吸收的能量与压缩机消耗的电能的比值)。已知,g=10N/kg。
能效等级 电源电压/V 额定输入功率/W
二级 220 1250
水箱容积/L 机身净重/kg 接地面积/cm2
100 70 2000
(1)请通过计算说明此热水器的能效等级是否达到二级。
(2)若这些热量分别由空气能热水器和电热水器提供,已知电热水器的加热效率为80%,则空气能热水器所消耗的电能与电热水器所消耗的电能相比,可节约多少焦耳的电能?
(3)能效比数值越小,代表对电能的利用率越       (选填“高”或“低”),空气能热水器         (选填“遵守”或“违背”)能量守恒定律。
共享时间:2024-05-21 难度:2 相似度:0.83
188417. (2023•西工大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3之间切换,如表为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能量为E=1.75×105J/(h•m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
(1)分析电路图乙可知,电阻R1单独工作时,电加热器为         挡。为使热水器更适合北方地区使用,在不改变低温挡功率的前提下,将高温挡功率提升到2200W,只要更换电阻         (选填“R1”或“R2”)就可以实现。
(2)低温挡工作时,电路中的电流是多少?(保留2位小数)
(3)原电路中电阻R2的阻值是多少?
(4)太阳能板当天接收太阳能的时间是多少小时?

 
共享时间:2023-03-21 难度:2 相似度:0.83
183557. (2025•交大附中•九上期末) 德优题库中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”;
②在空烧杯内加入1kg水,测得水的初温为31℃,点燃“燃料灯”开始加热;
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30g。
已知实验时气压为1标准大气压,c=4.2×103J/(kg?℃),用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量。
(2)该液态燃料的热值。
共享时间:2025-02-07 难度:2 相似度:0.83
187667. (2025•滨河中学•一模) 空调热水器,又名空气能热泵热水器,其工作原理如图所示。工作过程中空调热水器通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态,在经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体,然后在冷凝器中重新变成液态,达到给水加热的目的。空调热水器具有高效节能的特点,产生相同的热水量,比传统的电热水器和燃气热水器的能效更高。下表为两种型号“空调热水器”,在进水温度20℃时测定的部分参数:
菁优网:http://www.jyeoo.com
型号 A B
出水温度(℃) 50
额定功率(kW) 1 2
额定电压(V) 220
环境温度范围(℃) ﹣10~50
(1)A型热水器额定功率下加热过程中,100L水流经冷凝器时吸收的热量为多少焦耳?[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)热水产出率和能效比是衡量空调热水器性能的两个重要指标,热水产出率是指该热水器当进水温度为20℃,出水温度为50℃时,每小时可出热水的体积数,能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。若A型空调热水器的热水产出率为100L/h(表示1小时产出热水100L)。
求:
①A型空调热水器能效比为多少?
②若B型空调热水器的能效比为4.2,则它的热水产出率为多少L/h?
共享时间:2025-03-06 难度:2 相似度:0.83
183697. (2024•铁一中学•九上期末) 德优题库如图为一款煲汤用的电热锅简化电路,额定电压是220V,S1为温控开关,发热电阻R1与R2的阻值恒定,R2阻值为44Ω,保温状态时R2的功率为11W,请解答:?
(1)当同时闭合开关S、S1时,电热锅处于        (选填“加热”或“保温”)状态;
(2)电路处于加热状态正常工作时,电路的总功率为多少?
(3)电阻R1的阻值是多少?
(4)某天小明在家用电热锅烧水,将4kg水从25℃加热到100℃后又看了30min电视,此过程共消耗1.896×106J的电能,若电热锅加热状态时的加热效率为84%,计算看电视机时通过电视机的电流是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)]
共享时间:2024-02-12 难度:2 相似度:0.83
187715. (2025•滨河中学•四模) 德优题库随着航空航天技术的发展,我国已向太空中发射了大量的卫星,太空中的卫星(如图所示)采用太阳能作为供电能源,太阳能翼会将太阳能转化为电能,储存在蓄电池中,卫星上的电器均用蓄电池供电。太阳能电池板接收太阳光辐射的平均功率为1000W/m2,其光电转化效率为20%,将电能储存到蓄电池的效率为80%。卫星上的电器设备正常工作时电功率为2000W,在地球阴影区为了维持设备正常工作,需要再开启电加热,加热功率为1600W。某卫星绕地球一圈的运动过程中,1.2h被太阳照射,0.4h处于地球阴影区域。
(1)卫星绕地球运行的轨道是一个椭圆形轨道,当卫星从远地点运动到近地点的过程中,卫星的重力势能        (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)每次经过地球阴影区域,卫星需要消耗多少电能?
(3)1m2太阳能电池板每小时接收的太阳能是多少?
(4)卫星绕地球一圈的运动过程中,为了保证设备正常工作,太阳能电池板有效面积至少为多少?(不考虑蓄电池供电时的能量损失)。
共享时间:2025-04-30 难度:2 相似度:0.83
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