题目内容

7.如图所示为舟山市一种太阳能路灯的电路图,光控开关S1白天与触点a接触,太阳能电池板为蓄电池充电,晚上与触点b接触,给路灯供电;光控开关S2晚上12点前与触点c接触,主灯发光,12点后与触点d接触,副灯发光.主灯为“24V 15W”的节能灯,副灯为“24V 10W”的节能灯,平均每天各工作6h.
(1)路灯下电线杆的影子的形成是由于光的直线传播.
(2)路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时?合多少焦?
(3)已知太阳能电池板的面积为0.5m2,每平方米平均收集功率为1.5kw,若太阳能电池板光能有10%转化为电能,则太阳光照射10h,能使路灯正常工作几天?

分析 (1)光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)已知主灯和副灯的功率以及工作时间,根据公式W=Pt可求一天路灯消耗的电能;
(3)已知太阳能电池板的面积和每平方米平均收集功率,以及太阳光照射时间,可求收集的太阳能,若太阳能电池板光能有10%转化为电能,还知道路灯正常工作一天消耗的电能,即可求出太阳光照射10h路灯能正常工作的时间.

解答 解:(1)路灯下电线杆的影子的形成是由于光的直线传播造成的;
(2)主灯一天消耗的电能:W1=P1t=0.015kW×6h=0.09kW•h,
副灯一天消耗的电能:W2=P2t=0.01kW×6h=0.06kW•h,
路灯正常工作一天消耗的电能:W=W1+W2=0.09kW•h+0.06kW•h=0.15kW•h=0.15×106J=1.5×105J;
答:路灯正常工作一天消耗的电能是0.15kW•h,合1.5×105J;
(3)一天收集的太阳能:W光=P′t1=1.5kW/m2×0.5m2×10h=7.5kW•h,
若太阳能电池板光能有10%转化为电能,
W电=W光×10%=7.5kW•h×10%=0.755kW•h,
路灯能工作的时间:t=$\frac{{W}_{光}}{W}$=$\frac{0.75kW•h}{0.15kW•h}$=5(天).
答:太阳光照射10h,能使路灯正常工作5天.

点评 本题考查消耗电能的计算和太阳能的利用以及能量的利用效率,关键是电功公式的灵活运用,本题还告诉我们在日后的生活中要广泛使用太阳能,即节能又环保.

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17.小科在观看世界冰壶锦标赛时猜想:冰壶在冰面上的滑行距离,除了与离手时的速度大小、接触面的粗糙程度有关外,还可能与质量有关.为了验证这一猜想,小科、小敏和小思做了如下实验(如图所示):在木块上加放数量不等的钩码后,让木块从O点静止滑下,记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S,记录数据如下表
质量m/kg0.100.150.200.250.300.350.40
滑行距离s/m0.420.410.430.420.430.420.42
(1)木块每次都从O点静止下滑,到达A点的速度 相同.
(2)从上述数据分析,可以得到的结论是:在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下,物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小无关.
质量/kg0.100.150.200.250.300.350.40
滑行距离/m0.420.410.430.420.430.420.42
0.420.400.380.360.320.300.28
(3)小敏认为:木块及钩码的质量越大,对水平面的压力越大,则滑行中受到的摩擦阻力也越大,滑行距离就会越短.因此,他认为数据有问题,于是对上表数据做了如下改动:请你评判小敏的做法并阐述理由:小敏的做法是错误的.我们做实验记录数据时要尊重客观事实,不能随便更改数据;
(4)小思同学反思上述实验后认为:在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下,物体的质量越大在水平面上滑行的距离将越远,因为:在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下,木块及钩码的质量越大,木块和钩码的惯性也随之变大,不容易改变其运动状态,速度减小的就慢,滑行的距离也就越长.(请从功和能的角度回答)

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