题目内容
4．
伦敦设计与创新组织设计了一种靠重力发电的重力灯．如图所示，将质量为18kg的重物挂在绳端，重物距地面2m高．松手后，在0.5h内匀速下落着地，重物下落时拉动绳子带动发电机转动，使3只规格均为“1.5V0.05W”的小灯泡正常发光，不计绳重和摩擦．重物下落到地面的过程中，重力做总功等于360J；重力做功的功率等于0.2W；该装置把重力做的功转化为电能的效率75%．
分析 （1）知道重物的质量和下降的高度，根据W=Gh可求得重力做的总功；
（2）知道重物的质量和下降的高度以及下落时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出重物下落过程中重力做功的功率；
（3）三只灯泡正常发光时的总功率等于三只灯泡额定功率之和，根据η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{重力}}$=$\frac{{P}_{电}t}{{P}_{重力}t}$=$\frac{{P}_{电}}{{P}_{重力}}$求出该装置把重力做的功转化为电能的效率．
解答 解：
（1）重力做的总功：W=Gh=mgh=18kg×10N/kg×2m=360J；
（2）重物下落过程中重力做功的功率：
P重力=$\frac{W}{t}$=$\frac{360J}{0.5×3600s}$=0.2W；
（3）3只灯泡正常发光时的总功率：P电=3×0.05W=0.15W，
该装置把重力做的功转化为电能的效率：
η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{重力}}$×100%=$\frac{{P}_{电}t}{{P}_{重力}t}$×100%=$\frac{{P}_{电}}{{P}_{重力}}$×100%=$\frac{0.15W}{0.2W}$×100%=75%．
答：（1）重物下落到地面的过程中，重力做的总功为360J；
（2）重物下落到地面的过程中，重力做功的功率为0.2W；
（3）该装置把重力做的功转化为电能的效率为75%．
点评 本题考查了功率和能源转化效率的计算，关键是公式及其变形式的灵活应用，要注意无论串联电路还是并联电路中总功率等于各用电器功率之和
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15．
汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一．如图所示是有害尾气排放检测电路，电源电压为12V恒定不变，R0为定值电阻，气敏电阻R的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示：
（1）测试过程中，当电压表示数为8V时，电流表读数为1A，求电阻R0的阻值；
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是多少？
汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一．如图所示是有害尾气排放检测电路，电源电压为12V恒定不变，R0为定值电阻，气敏电阻R的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示：| 有害气体浓度/%Vol | 5 | 7.5 | 10 | 12.5 | 15 | … |
| R/Ω | 5.2 | 4 | 3 | 2.5 | 2 | … |
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是多少？
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