Question

18．完成下列各题：
（1）一只电能表上有“1500r/KW•h”字样．若在1分钟内电能表的转盘转过15转，则在1分钟内电流做功是3.6×10⁴焦，此时用电器的电功率是600瓦．
（2）如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是30牛，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）目前的核电站是利用核裂变（填“核裂变”或“核聚变”）时产生的大量热量，转化为水的内能，水蒸气推动汽轮机运转，转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机发电，最终转化为电能．

Answer 1

分析 （1）1500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1500r，求出转盘转15r电路中消耗的电能．再根据P=$\frac{W}{t}$求出该电能表上用电器的功率．
（2）在A位置时，OA、OC为动力F和阻力G的力臂，知道C是OA的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力G的大小，利用杠杆的平衡条件求动力F的大小；
在B位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂的阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况；
（3）核电站是通过可控的核裂变来获取能量的．
核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．

解答 解：（1）电路中消耗电能W=$\frac{15}{1500}$kW•h=0.01kW•h=0.01×3.6×10⁶=3.6×10⁴J，
用电器的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.01kW•h}{\frac{1}{60}h}$=0.6kW=600W；
（2）如右图所示，杠杆在A位置，L_OA=2L_OC，
杠杆平衡，
FL_OA=GL_OC，
F=$\frac{G{L}_{OC}}{{L}_{OA}}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×60N=30N．
杠杆在B位置，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，
△OC′D∽△OA′B，
$\frac{OC′}{OA′}$=$\frac{OD}{OB}$=$\frac{1}{2}$，
杠杆平衡，
F′L_OA′=GL_OC′，
F′=$\frac{G{L}_{OC′}}{{L}_{OA′}}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×60N=30N．
由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变．
（3）核电站是通过可控的核裂变来获取能量的；核电站利用核反应堆加热水，将核能转化为水蒸气的内能，再通过蒸汽轮机转化为机械能，带动发电机转动，转化为电能；
故答案为：（1）3.6×10⁴；600；（2）30；不变；（3）核裂变；内．

点评 （1）本题考查了电能表读数、电功以及电功率的计算，掌握电能表的读数方法是正确解题的关键．
（2）本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键．
（3）对核能的认识、核能发电中的能量转化、原理等是本题考查的主要内容．我们在了解核能的同时，也应对其它新能源有所了解．