题目内容

17．太阳能烟囱式热力发电原理，像种蔬菜大棚一样的太阳能集热棚将太阳能收集起来，对空气加热，热空气进入烟囱，由于烟囱内热空气的压强大于外界的大气压，在烟囱中就会形成强大的热气流，推动安置在烟囱底部的空气涡轮发电机发电，已知太阳每平方米的辐射功率为P0，太阳集热棚的面积为S0，烟囱内部的半径R，烟囱底部与外界冷空气的压强差为△P，烟囱内热空气的密度为ρ，热空气的动能转化为电能的效率为η，不考虑发电过程中空气温度的变化．求：
（1）烟囱内热空气的流速；
（2）发电机的发电功率．

分析 （1）空气的动能转化为电能，根据能量守恒定律列式求解即可；
（2）发电机的功率等于吸热功率乘以动能转化为电能的效率为η．

解答 解：（1）在时间t内，吸收的太阳能转化为空气的动能，而空气的动能再次转化为电能，根据能量守恒定律，有：
${P_0}{S_0}t=\frac{1}{2}[ρ（π{R^2}）（vt）]{v^2}•η$
解得：
v=$\root{3}{{\frac{{2{P_0}{S_0}}}{{π{R^2}ρη}}}}$
（2）发电机的发电功率：P=ηP0S0
答：（1）烟囱内热空气的流速为$\root{3}{{\frac{{2{P_0}{S_0}}}{{π{R^2}ρη}}}}$；
（2）发电机的发电功率为ηP0S0．

点评 本题关键是从题目中获取有用的信息来建立物理模型，明确的能量的转移情况，结合能量守恒定律列式求解，不难．

练习册系列答案
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7．根据电容器的电容公式C=$\frac{Q}{U}$，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器的带电荷量Q越多，电容C也一定越大
B．电容器不带电时，其电容为零
C．两个电容器的带电荷量相等时，两板间电压较小的电容较大
D．平行板电容器的电容大小只与板间距离有关
8．如图所示，将两弹簧测力计a、b连结在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大（未超出量程），a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明（　　）
A．这是两只完全相同的弹簧测力计
B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C．两弹簧测力计彼此之间受到的力是一对平衡力
D．作用力与反作用力大小相等、方向相反
5．地球赤道上的物体A，近地卫星B（轨道半径近似等于地球半径），同步卫星C，若用rA、rB、rC、TA、TB、TC；VA、VB、VC分别表示三者周期，线速度，则它们的大小关系是rA=rB＜rC，TA=TC＞TB，VB＞VC＞VA，若要使卫星B进入同步轨道，应该使卫星B短时间加速（填“加速”或“减速”）．
12．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法不正确的是（　　）
A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流
B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从a到b的电流
C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流
D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过
2．物体做自由落体运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体的加速度越来越大B．物体所受重力的瞬时功率越来越大
C．物体的重力势能越来越小D．物体的动能越来越小
9．我国已经成功发射北斗COMPASS-G1地球同步卫星．据了解这已是北斗卫星导航系统发射的第三颗地球同步卫星．则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是（　　）
A．它们的运行速度大小相等，且都大于7.9 km/s
B．它们的运行周期可能不同
C．它们离地心的距离可能不同
D．它们的角速度与静止在赤道上物体的角速度相同
6．有一个标有“12V，24W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：
A．直流电源15V（内阻可不计）
B．直流电流表0～0.6A（内阻约0.5Ω）
C．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω）
D．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）
E．直流电压表0～15V（内阻约15kΩ）
F．滑动变阻器10Ω、5A
G．滑动变阻器1kΩ、3A
（1）实验台上已放置开关、导线若干及灯泡，为了完成实验，需要从上述器材中再选用ACEF （用序号字母表示）．
（2）在如图1的虚线框内画出最合理的实验原理图．


（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化关系的图线如图2所示，由这条曲线可得出：正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是23.3W．
18．如图2为“探究做功和物体速度变化关系”的实验装置，小车在并在一起的相同的伸长橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
橡皮筋做功Wn10个间隔距离x（m）10个间隔时间T（s）小车获得速度vn（m/s）小车速度的平方vn（m/s）${\;}^{{2}^{2}}$
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
（1）实验中通过改变橡皮筋的数量，而不是改变橡皮筋的伸长量，来探究橡皮筋对小车的做功情况，这样做的好处是便于定量表示橡皮筋做功的大小．
（2）为了保证合力对小车所做的功就等于橡皮筋所做的功，实验可采用垫高斜面末端，平衡摩擦力的措施．（3）下表为一同学实验记录的数据，W代表一根橡皮筋所做的功．请运用表中测定的数   据如图1所示的坐标系中作出相应的图象，进一步可探究出橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系为：Wn与vn2成正比．

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