电器应用[下学期]

电学应用（1）家电类
1、饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时， S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题：（1）A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，请标明指示灯的颜色，应该是A为 色，B为 色。2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R2的阻值（不考虑温度对阻值的影响，且不计批示灯的阻值）。3）若加热水槽储水1.0kg，将其从初温20℃加热到100℃，加热管的热效率为90%，试计算出加热需要多少时间？
2. 图甲是一种电暖水瓶的电路原理示意图。E1、E2是两个指示灯，1、4和2、3是两个触点开关。触点开关由手动绝缘杠杆控制闭合，由永久磁铁和感温软磁体等组成（如图乙所示）的装置控制断开。电热丝R的阻值为88欧，R1的阻值为2112欧，R2的阻值为352欧。指示灯E1、E2的电阻很小，计算中可忽略不计。（设家庭电路电压220伏恒定不变，电热丝R及电阻R1、R2的阻值不随温度变化） 请根据上面的叙述解答问题：1）将插销插入家庭电路中的插座，不按动绝缘杠杆，哪个指示灯亮？ （2）计算电暖水瓶在加热状态时电热丝R的功率是保温时电热丝R功率的多少倍？
3、有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在标有、“3000r/kWh”字样的电能表上，测得电冰箱压缩机连续工作10分钟电能表的表盘转过了75转。求：
（1）这台电冰箱压缩机的功率多大？
（2）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2千瓦时，设压缩机每次连续工作时间都是15分钟，并且次次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？（设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，计算结果保留整数）
4.小明的家人从海外带回一个旅行电热壶，这个电热壶的英文和中文铭牌如下：
小明同学说这个电热壶不能在临沂使用，直接小明同学设计一种不改造电热壶而又能使用的方法.他的方法是用一个电阻R与电热壶串联后再接在家庭电路上，则电阻R = ；若该电热壶盛满20℃的冷水，煮开这壶水，需要的时间是 min .（设电热壶中的电热丝产生热量的80％被水吸收）(C水= 4.2×103 J／Kg·℃)
电学应用（2）生活用电类
1、我市某养鸡场，在冬季为了提高产蛋量，采取了光照和保温两项措施。夜晚对鸡舍进行加热，同时用大功率灯泡进行光照，白天只需要适当保温，不需灯光照射。整个电路原理如图所示。其中R1、R2是电热器中的电热丝， L是“220V、900W”的大功率灯泡。通过定时开关S1、S2的同时通断来实现白天和夜晚的用电要求。
（1）当开关S、S1、S2都闭合时，属于 用电状态；当S闭合，S1、S2断开时，属于 用电状态。（以上两空均选填“白天”或“夜晚”）
（2）当S闭合，S1、S2断开时，电流表示数为11A，R1与R2消耗的功率之
比为1：4，求这时电路消耗的总功率及R1、R2的阻值。
（3）现在，该地区生产用电采用“分时计价”措施，白天电价为0.50元/度，
夜晚电价为0.20元/度，若该电路白天和夜晚工作时间均以10h计算，与“分时计价”前相比，单这一项用电每天节省开支多少元？（未“分时计价”前电价统一为0.40元/度）
2、某型号摩托车自身质量为100千克，有一个质量为50千克的人每天骑车去15千米远的单位上班。已知摩托车功率为5．5千瓦，受到阻力为车重的0．2倍，摩托车效率为60％，（g取10牛／千克），试问： 1)该人骑车从家里到单位需花时间约_____________分钟。
2)若汽油燃烧值为4．6×107焦／千克，则每天来回消耗汽油____________千克。
3)若该汽油的密度为0．8×103千克／米3，汽油价格为2．5元／升，则每天用于购买汽油的钱是　　　　元。
3、某市人口为600万，现平均每60人有1辆汽车。设每辆汽车满负荷运行时，每车每年平均行驶ｓ＝1.5×104Km,平均使用速度ｖ＝55Ｋｍ/ｈ，汽车发动机的效率平均为η＝25％，汽油的燃烧值为4.1×107Ｊ/Kg，汽油的密度为0.8ｋｇ/升，油价2.88元/升，汽车在最热和最冷的季节行驶，需开空调，一般汽车空调功率设为1ｋｗ（设机械能转化为电能的效率为100％），每年平均有一个月时间需要开空调，则 ①空调每年耗电多少 ②全市每年因此多耗多少油费？
3. 图31所示是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“12V9W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3米2，平均1小时内得到的太阳辐射能约为焦，太阳光照一天（不考试天气影响，以8小时计算），恰好可供电子节能灯工作10小时。
请解答下列问题：
（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？
（2）40瓦的白炽灯与这种9瓦的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作10小时，一年按365天计算）
额定电压（伏） 额定功率（瓦） 平均寿命 每只售价（元） 每度电费（元）
白炽灯 220 40 1000小时 1.5 0.4
电子节能灯 12 9 2000小时 15
太阳能电池板 20年 1000
10 .家庭用电问题
（1）. 这天，物业公司的工作人员来收电费了，他观察了现在的电度表盘，然后从笔记本上查出上个月的示数是106.7kW·h，若按每度电0.6元计算，小宇家本月应该缴电费__________元。下图是去年一年小宇家耗电情况的图像，可见______________月份用电最多。
（2）. 小宇想在卧室安装一个照明电灯和一个红色电源指示灯。要求：只要有电，红色电源指示灯就一直亮着；照明电灯则由开关控制。请你在图中卧室的位置帮他画好电路图。
电学应用（3）发电类
1、三峡水利工程是全世界最大的水利工程、请你根据所学知识，回答下列问题：
(1)修筑大坝的目的是提高水的 能，通过发电机利用 原理将其转化为电能；
(2)由于水库的蓄水量和集水面积大，你认为水库周围夏季平均气温较原来会有什么变化 为什么
(3)大坝为了使万吨巨轮正常行驶，利用了 的原理设计了船闸；
(4)三峡船闸主体段1621 m，船自上游进入闸室以10m／s的速度行驶多长时间后能到达下游闸门
(5)三峡水电站建成后，每台发电机组的功率为70万千瓦，则每一台发电机组一天发电量为多少千瓦时 若三台发电机组同时工作并将发出的电能向外输送，不计输电导线损失的功率。输电超高电压为500kV，则输电电流为多大
2.抽水蓄能电站是电网为合理用电提高电力的经济效益而设计的。它的工作原理是深夜把过剩的电通过水泵把下水库的水抽到高处的上水库内，白天则通过闸门放水发电，以补充电能不足。我省安吉县天荒坪抽水蓄能电站是我国已投产的容量最大、水头(落差)最大的抽水蓄能电站工程，其上水库可蓄水800万立方米。放水时上下水库平均水头(落差)为500m。假设晚上上水库全部蓄水，白天全部放完，发电的效率是75％，若在抽水和蓄水过程中落差始终保持500米。试问： (1)每天可发电多少千瓦时 (2)若要把白天所放的水全部抽上，而抽水机的效率为70％，则需多大功率的抽水机 (3)知道了蓄能电站的工作原理，及有关的数据，要使电站全年正常发电，你认为电站的选址必须满足的重要自然条件是什么 我国海岸线漫长、水域辽阔，水能资源丰富。人们利用水位落差将水的势能转化为电能供生活、生产使用。目前正兴建的"三峡工程"就是充分利用水能的典范。(4)在一 个小型水电站里，水位落差为3米，每秒0.5米3 水流过水轮机，流出速度为3米∕秒（上游水的流速忽略），设水流能的70％可转化为电能，求每天能获得多少电能？
3.如图是利用潮汐发电的原理图。左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮，四次发电。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电，如图甲所示；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，如图乙所示；落潮至最低水位时，打开通道放水发电，如图丙所示。（取g=10N/㎏，海水的密度1.0×103㎏/m3）
以下是某小型潮汐发电站的一组数据，据此回答下列问题：
水坝高度 15m 海湾面积 4.5×106m2
涨潮海湾最高水位 10m 发电机日平均发电量 4.0×104kW·h
退潮海湾最低水位 6m 水轮发电机总效率 10%
（1）当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是多少？
（2）每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为多少？
（3）试计算每日水流对水轮发电机做了多少功？
（4）若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为3.6×106m3/h，试求这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率。
电学应用（4）输电类
1、某建筑工地需要安装“220V、1000W”灯泡一盏，该工地离供电电源500米，现采用每10米电阻是0.05欧的单芯铝导线作为输电线。若供电电源输出电压为220V，则此灯的实际功率是 瓦。
2、在图示电路中，用两条电阻均为0.8欧的输电线给一个“220V、1000W”的电烘箱（电阻发热器）供电，工作时间10小时，两条输电线和电烘箱共耗电 千瓦时（温度对电阻的影响可以不计）。
3、由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220V，输电线上消耗的功率约有多大？
4、超导材料电阻为零的温度为临界温度。利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4欧，它提供给用电器的电功率为40KW，电压为800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为 瓦。
5、在输电线路和输送功率不变的条件下，当把输电电压提高一倍，则输电线上通过的电流就减小到原来的　，输电线上的电压损失就减小到原来的　　，输电线上的功率损失就减小到原来的　　．
6、 某小水电站的输出功率为500千瓦，并保持不变，用5×103伏电压将电能输送到较远的用户，则安装在输电线路起点的电能表的读数与用户的总电能表的读数每天（24小时）相差4800千瓦时。求：输电线路的电阻；若对输电设备进行改造，输电电压改为2×104伏，则线路上每天可减小经济损失多少元？（政府规定的电价为0.60元/度）
电学应用（5）电动车类
1．一个额定功率为1瓦的玩具电动机，正常工作时在2秒内将150克的钩码匀速提高1米，则此装置的效率是_____。（g取10牛/千克）
2、一电动机额定电压是220v，正常工作电流50A，线圈电阻为0.4欧，求该电动机消耗的功率？他的发热功率？若用此电动机匀速提起1.2吨物体，则物体上升速度多少？
3、用直流电动机提升重物，电动机用电压110v，的电源供电，不计各处摩擦。当电动机以0.9m/s 的恒定速度向上提升质量为50千克的重物时，电路中的电流强度为5安，由此可知电动机线圈的电阻为几欧姆？
4、 某电动自行车所用的电源电压为24v，最大工作电流为7安，如果该电动自行车的效率为0.8，它在平直公路上行使的最大速度为6m/s。那么当电动自行车以1.2 m/s速度行使时，问电源的输出电流是多少安培？
5、某电动助动车有如下的数据：
电源（铅蓄电池）：12V×3 电动机： 36V 180W
最大行驶速度： 18km/h 正常行驶速度： 9km/h
电源充电电压： 220V 每次充电耗电：1.2kwh
最大载重量： 75kg 车身重量： 25kg
（1）电源（铅蓄电池）应如何连接？（2）行驶时受到地面的摩擦阻力为多大？
（3）若电能有60%被利用，助动车充一次电能能正常行驶多少时间？
Passat 1.8GS 1
发动机排量（升） 1.781额定功率（千瓦） 92
最高车速（千米/时） 18530千米/时等速油耗（升/100千米） 6.990千米/时等速油耗（升/100千米） 8.2120千米/时等速油耗（升/100千米） 12.9
6、上海大众汽车厂生产的帕萨特轿车的部分技术指标如下表：帕萨特轿车在沪宁高速公路上以额定功率（发动机正常工作时的功率称为额定功率）匀速行驶30分钟，轿车所受的阻力为3680牛。求：
⑴发动机所做的功W；
⑵轿车行驶的路程s；
⑶轿车行驶的速度v；
⑷轿车耗油。
7．资料：目前研究开发中的电动车有两类具有实际应用前景，一是太阳能电动车；是立足于氢能基础上的燃料电池汽车．前者将太阳能转化为电能，能源来源无限且无污染．后者以氢为燃料，通过化学反应产生电流并排出水，能实现可循环利用和零排放．图是一辆设计中的太阳能汽车动力部分的电路简图．设阳光辐射到车上太阳能电池的光能接收板上的功率为1．0×104w．行驶时，可通过改变滑动变阻器的电阻来调节电动机转速从而改变汽车行驶速度．当滑动变阻器滑片在最左端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表示数为180V，电流表示数为15A．(1)汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率是多大 (2)当滑片向右移至某一位置时，汽车的行驶速度小于最大速度．此时电压表示数为150V，电流表示数为10A,则此时滑动变阻器接入电路的电阻大小是多少 电动机消耗的功率与滑动变阻器消耗的功率之比是多少
8、有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的昔遍重视。为杜绝汽车尾气对城市空气的污染，设想将太阳能聚焦产生高温使水分解成H2，然后以H2作为汽车的能源，这样汽车发动机在工作过程中只排出水蒸气，这种能源被称为“绿色能源”，1980年我国首次制成了一辆燃氢汽车，在不久的将来“绿色能源”一定会成为现实。试解答下列问题：假设某汽车公司设计的一种以Ｈ2为燃料的汽车质量为6000kｇ，行驶中所受阻力是车重的0.5倍，最大输出功率为60kW。 若此车从甲地以最大速度匀速驶往距甲地300km的乙地，设汽车发动机效率为50％，求需要多少H2做燃料 H2的燃烧值为1.43×103焦耳/千克
A
R1
R2
L
220V
S1
S2
S