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200960. (2022•铁一中学•八模) 风光互补路灯系统是我国很多高速公路都有安装的“自给”型电力系统,该系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有太阳时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中,路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率,蓄电池容量是指蓄电池放电时电流与放电总时间的乘积,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板 风力发电机 普通蓄电池 LED灯
电池板面积 0.5m2 最大限制风速 12m/s 额定电压 12V 额定电压 24V
光电转化效率 20% 最大输出功率 400W 电池容量 150Ah 额定功率 60W
(1)风力发电机利用风力发电时将        能转化为电能,原理是        
(2)当太阳光照射到电池板表面处的功率为1200W/m2时,太阳能电池板的输出电功率为多少W?
(3)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比(风速在规定范围内),当风速为6m/s时,风力发电机的输出功率为        W;从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些        ?(答出一点即可)
(4)如果把两个充满电的蓄电池串联起来给其中一个LED灯供电,当电池容量降低到最大容量的20%时,就不再提供电能,此电池组能让一个LED灯连续工作多少h?
共享时间:2022-06-19 难度:2
[考点]
太阳能的利用,电功率的综合计算,
[答案]
(1)机械;电磁感应现象;
(2)太阳能电池板的输出电功率为120W;
(3)50;环保;
(4)此电池组能让一个LED灯连续工作48h。
[解析]
解:(1)风力发电机的工作原理是电磁感应现象,该过程中,机械能转化为电能;
(2)太阳能电池板的输出功率:P输出=P0/m2×0.5m2×20%=1200W/m2×0.5m2×20%=120W;
(3)风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比(风速在规定范围内),即P=kv3
当vm=12m/s时的功率Pm=400W,则k=
当v=6m/s时,风力发电的输出功率P′=50W;
这种风光互补路灯利用太阳能和风能发电,节约资源,环保,且易安装;
(4)两个充满电的蓄电池串联消耗(1﹣20%)的电能供LED灯使用,2W蓄电池η′=WL
由蓄电池和LED灯的参数可知:2UItη'=PLtL,则时间为:tL=48h。
答:(1)机械;电磁感应现象;
(2)太阳能电池板的输出电功率为120W;
(3)50;环保;
(4)此电池组能让一个LED灯连续工作48h。
[点评]
本题考查了"太阳能的利用,电功率的综合计算,",属于"易错题",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
考点说明
灰色代表去掉的考点,绿色代表未变动的考点,红色代表新增的考点
188297. (2024•高新三中•六模) 如图﹣1所示,是一款新型的风光互补路灯,“有风无光”风力发电装置发电,“有光无风”太阳能电池板发电,两者皆备时同时发电。图﹣2为风光互补路灯的简化电路图,其中光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。如表所示为该风光互补路灯的部分技术参数,其中蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积;最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
风力发电机 太阳能电池板
最大限制风速 12m/s 电池板面积 0.5m2
最大输出功率 360W 太阳能转换效率 18%
蓄电池 路灯
蓄电池容量 400A•h 额定电压 12V
额定电压 12V 额定功率 60W
(1)若用100盏该型号路灯照明,每天正常工作8h,相比传统火力发电可节省煤多少kg?(已知煤电转化关系为β=400g/(kW•h),即1kW•h的电能需消耗400g煤)
(2)在风速为6m/s时,风力发电机和太阳能电池板同时工作12h,蓄电池的电量由10%充到了80%。则此过程中对太阳能电池板辐射的太阳能为多少?(已知风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比)
(3)若要学校的风光互补路灯提前照明,可以         控制电路中的电压(选填“降低”或“升高”)。
共享时间:2024-05-17 难度:3 相似度:1.67
187060. (2025•新城区•一模) 德优题库如图是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中,电热器高温挡的功率为1100W,低温挡的功率为220W。求:
(1)电热器处于高温挡时,通过电路的电流。
(2)电热丝R2的阻值。
共享时间:2025-03-04 难度:1 相似度:1.5
187640. (2025•高新三中•三模) 德优题库直饮机的电路图如图所示,电热丝R1、R0绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态,可以选择出温水或开水。该直饮机的额定电压是220V,开水加热电功率是2200W,温水加热电功率是550W。
(1)温、开水选择开关处于        (“断开”或“闭合”)状态时饮水机处于加热状态;
(2)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?
(3)电热丝R1的电阻是多少?
(4)现想缩短将水烧开所用的时间,需对直饮机的电路进行改造,请你仅用现有器材设计新的电路图。
共享时间:2025-04-13 难度:1 相似度:1.5
187062. (2025•新城区•一模) 德优题库随着人们环保意识的提高,风光互补路灯(如图)得到了广泛的应用。它既能通过太阳能电池板充电,又能通过风力发电机充电,为延长蓄电池的使用寿命,一般充电至90%即停止充电,放电余留20%即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数:
风力发电机 太阳能电池板 LED路灯 蓄电池容量
额定风速 12m/s 总面积 1.44m2 额定电压 12V 额定电压 12V
额定输出功率 400W 额定输出功率 180W 额定功率 80W 电池容量 400A?h
(1)太阳能属于        (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)仅靠蓄电池供电,最多可供LED路灯正常发光多长时间?
(3)若当地太阳辐射功率(1h内投射到1m2面积上的太阳能)为3.0×106J/(m2?h),求太阳能电池板的光电转化效率。
(4)当风速为12m/s时,持续光照6h,蓄电池的电量由20%恰好充到了90%。求此过程中太阳能电池板的实际输出功率。(充电过程不计能量损耗)
共享时间:2025-03-04 难度:4 相似度:1.4
183873. (2024•西工大附中•九上期末) 图甲是某电饭锅的简化电路原理图,R1和R2是阻值不变的加热电阻;R1=50Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点。某次煮饭时,只将电饭锅接入220V的电路中,在加热状态下工作了一段时间后,开关S自动切换到保温状态。在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r。求:
(1)当S接2时,电饭锅处于         状态,该状态下电饭锅的发热功率为          W。
(2)R2阻值的大小。
(3)用电高峰时,该电饭锅在加热状态下,14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压),若不计热损失,电饭锅的实际电压。[c=4.2×103J/(kg•℃)]
共享时间:2024-02-20 难度:2 相似度:1
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:1
187277. (2025•铁一中学•四模) 德优题库李老师桌上有一张老式加热鼠标垫(内有一根加热电阻丝),如图所示,鼠标垫质量为200g,规格为“6V 6W”。(忽略温度对电阻的影响)
(1)求鼠标垫的电阻;
(2)鼠标垫正常工作10min,温度升高7℃若此过程中热损失为30%,估算鼠标垫的比热容;
(3)月月想帮李老师扩大鼠标垫温度调节范围,现有12V的电源、规格为“5Ω 2A”、“30Ω 1A”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率,应选择规格为        的滑动变阻器接入电路,且改装后电路消耗的最大功率与最小功率的差值为        W。
共享时间:2025-04-24 难度:2 相似度:1
186943. (2025•师大附中•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,太阳辐射能为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:
(1)水吸收太阳能的多少。
(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。
(3)电路中电阻R2的阻值。
(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?
德优题库

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
共享时间:2025-03-23 难度:2 相似度:1
186967. (2025•铁一中学•五模) 某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车,其设计方案中有如表一段描述:
◆整车质量为300kg,最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时,所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2,该太阳能电池的能量转化效率为20%,太阳能电池直接给电机供电,电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
(1)当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时(g取10N/kg),求:
①该车0.5h内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
(2)小强查找到如下数据:在晴好的夏天,当太阳光垂直照射时,太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
共享时间:2025-05-06 难度:2 相似度:1
188020. (2024•师大附中•八模) 新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示:R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。某次煮饭时,电饭锅正常工作30min内,电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示。则:

(1)电热丝的阻值R2         Ω;电饭锅的高温烧煮功率P         W。
(2)用该电饭锅设定在30min内煮好一锅米饭,所消耗的总电能为多少J?
(3)若不计热损失,这个电饭锅在0~10min内正常烧煮时,能把质量为1.5kg的水和米的混合物由20℃加热到多少摄氏度?[c水米≈4.0×103J/(kg•℃)]
(4)若上述过程中只有该电饭锅单独在家庭电路中工作,发现家中电能表的用电指示灯在这10min内共闪烁了160次。则该电饭锅在高温烧煮时的实际功率是多少W?
共享时间:2024-06-17 难度:2 相似度:1
187254. (2025•铁一中学•一模) 小明家有一款家用空气炸锅如图甲所示,其简化电路如图乙所示,工作过程风扇始终转动,而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开,使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为44W,发热管电阻为40Ω。小明用空气炸锅烘焙牛排时,设定温度为180℃,总工作时间为20min,温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。

(1)为使空气炸锅能自动停止工作,应在图乙电路中的       (选填“a”或“b”)处串联一个定时开关;
(2)空气炸锅正常工作到12min时,图乙电路c点电流为多少?
(3)这次空气炸锅额定电压下烘焙牛排共消耗了多少电能?
(4)小明打开锅盖尝了一块牛排欠熟,与以往时间一样,猜想可能与空气炸锅加热时是否以额定的电压工作。他查看自己家的电能表如图丁所示,表上标有“3600r/kW•h”字样;随后他关闭了家中其它用电器,只让空气炸锅加热牛排,观察到电能表转盘3分钟转过210圈。则:此时空气炸锅工作时的实际电功率?
共享时间:2025-03-04 难度:2 相似度:1
200297. (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:2023-03-19 难度:2 相似度:1
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:1
193238. (2025•新城区•三模) 某型号的电加热器有高、低两挡调温功能,其额定电压为220V,内部电路由发热电阻R1、R2(阻值不受温度影响)和开关S1组成,其中R1=55Ω。在不拆解电加热器内部电路的情况下,小华用图甲电路对其进行测试:在额定电压下,先闭合开关S,电流表的示数为0.8A。再闭合开关S1,电流表的示数变为4A。
德优题库
(1)该电加热器使用的是三脚插头,是为了将电加热器的金属外壳与        相连。
(2)该电加热器高温挡的额定功率是多少?发热电阻R2的阻值是多少?
(3)小华增加了一个单刀双掷开关S2,利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装,如图乙所示,图中的虚线框内分别是R1和R2,改装后的电路具有高、中、低三挡调温功能,且低温挡功率不变,中温挡功率与原高温挡功率相同。
①请将发热电阻R1、R2的元件符号填入图乙电路的虚线框内,将电路补充完整。
②改装后,电加热器在高温挡正常工作5min消耗的电能是多少?
共享时间:2025-04-14 难度:2 相似度:1
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:1

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2022-06-19

初中物理 | | 解答题

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