组卷网 > 初中物理综合库 > 电磁学 > 欧姆定律 > 欧姆定律及其应用 > 欧姆定律的应用 > 根据欧姆定律计算导体的电阻、电流及电压
题型:科普阅读题 难度:0.4 引用次数:263 题号:12607779
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风光互补路灯系统


如图所示,目前很多乡村道路已经使用了风光互补路灯系统,它既可以通过太阳能电池板独立发电并储存在蓄电池内,也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池内,还可以两者同时发电并将电能储存在蓄电池内,晚上供LED路灯照明时使用。蓄电池充满电后不再充电,使用时放电至少留20%就停止电能输出,这样可延长蓄电池的寿命。某型号风光互补路灯技术参数如表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率;蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积;最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发 电机的输出功率。
风力发电机太阳能电池板
最大限制风速10m/s电池板面积0.5m2
最大输出功率320W光电转换效率12%
蓄电池LED 路灯
蓄电池容量90Ah额定电压12V
额定电压12V额定功率60W
(1)当阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为 1000W 时,太阳能电池板的输出总功率为___________W;
(2)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为 40W,此时风速为___________m/s。风能属于___________(选填“常规”或“新”)能源。
(3)充满电的蓄电池以额定电压对 LED 路灯供电,为使蓄电池的使用寿命更长,持续供电时间不能超过___________h,该LED 路灯正常发光时的电流为___________A,和普通白炽灯相比,可节能80%,则LED路灯与___________W 的白炽灯亮度相当。
(4)如图示电路中,若蓄电池能始终提供大小恒定的电流,为恒流源。R0 为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是(      )


(5)某道路的路灯采用该风光互补路灯来照明,已知路灯共600盏,每天正常工作10h则一天消耗电能___________kWh,如果用煤发出的电对该路灯供电,已知煤电转换关系为,则一天需要煤___________kg。

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解题方法
【推荐1】阅读短文《“翼龙”无人机》,回答问题:
“翼龙”无人机是我国自主研制的一种中低空、长航时无人机。图甲是无人机的图片,如表为其部分技术参数。“翼龙”无人机具备全自主平台,可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空地打击武器,可广泛应用于如灾情监视、军事活动等领域。

最大飞行速度

280km/h

正常巡航速度

180km/h

最大续航时间

20h

发动机额定功率

80kW

最大载荷量

180kg

最大载油量

320kg

机身质量

1.1t

机身长度

9m


(1)无人机沿水平方向正常巡航时发现正前方有一座山峰,为测定无人机与山峰间的距离,其搭载的声呐系统向山峰发出超声波后经10s收到反射信号,则收到反射信号时无人机与山峰间的距离为_______m;(已知超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(2)为了确保无人机的飞行速度不超过最大值,工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器,其简化电路如图乙所示,其中的阻值随飞行速度的变大而减小。当飞行速度达到最大值时,电磁铁刚好能够吸下衔铁B,以减小油门C的喷油量,从而控制无人机的速度。但长时间使用后,电源电压会降低,若不及时更换,则会导致限速值_______280km/h(选填“﹥”“=”或“﹤”);
(3)“翼龙”无人机在额定功率下沿水平方向正常巡航时所受的阻力为________N;
(4)发动机耗油率是指发动机在额定功率下每输出1kW·h能量所消耗的燃油质量,根据相关参数可知,“翼龙”无人机装配的发动机耗油率为________kg/(kW·h)。
2023-05-15更新 | 380次组卷
科普阅读题 | 较难 (0.4)
【推荐2】阅读短文,口答问题。

综合实践活动——研究制作风速仪

【提出问题】风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量。风速仪工作原理是什么?怎样设计制作简易风速仪呢?
【实地学习】同学们来到气象馆,了解了杯式风速仪的工作原理。如图甲所示,质量较小的风杯可在360°任意方向的风力带动下绕轴转动,转动时传感器将风速转换成输出电流信号,再经系统处理后显示出风速值。在测量范围内电流随风速增大而均匀增大。

杯式风速仪工作参数

量程

0.4~50m/s

输出电流信号范围

4~20mA

启动风速

0.4m/s

电功率

≤0.48W

【设计制作】受到杯式风速仪工作原理的启发,同学们设计并制作了简易风速仪,其原理如图乙所示。
电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻, R1为压力传感器,无风时R1受到的压力为零,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1R1的阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示。读出电表示数,即可知此时的风速。

   

同学们通过查阅资料,知道了风压是指单位面积上垂直于气流方向的平面上所受风的压力,风压与风速的关系如下表。

风速v/(m·s-1

2

4

6

10

12

16

24

风压P/Pa

2.5

10

22.5

62.5

90

160

360

【进行实验】迎风板是一块面积为0.15m2的轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,记录电表示数,发现风速增大,电流表示数随着增大。
【交流评价】同学们从实验制作、实验效果等方面进行交流评价。
(1)关于文中杯式风速仪,下列说法不正确的是___________
A.风吹动风杯说明风具有能量          B.转轴中使用轴承可减小摩擦
C.风杯用密度小的材料制成             D.能在60m/s风速下正常工作
(2)杯式风速仪正常工作20min,最多消耗___________J的电能;某次杯式风速仪显示风速为31.4m/s,则输出的电流信号为___________mA;
(3)实验中,读出简易风速仪中电流表示数为0.4A,电压表示数为8V;
R1=___________Ω,所测的风速v=___________m/s;
②恒流源提供___________A的恒定电流;
③若用此简易风速仪测量16m/s的风速,则迎风板的面积至少需要___________(选填“增大”或“减小”)___________m2
(4)对比文中杯式风速仪,简易风速仪存在的不足之处有:___________(写出一点即可)。
2023-09-01更新 | 1417次组卷
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【推荐3】阅读短文,回答问题。

第五代战斗机“歼﹣20”

“歼﹣20”作为中国第五代战斗机,融合了全球优秀战斗机的特点,具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼﹣20”表面平滑,机翼的外形做成流线型,飞机先进的光传操纵系统,以光纤作为媒介传输信号,可随时保证飞机与地面的联系。“歼﹣20”配备了大功率雷达,为解决放热问题,采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大航行速度达800m/s,推重比为0.5(推重比是指飞机以最大速度巡航时的牵引力与最大起飞重力的比值)。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表∶(g取10N/kg)

速度v/(m/s)

100

200

300

400

500

阻力f(×104N)

0.3

1.2

2.7

4.8

7.5

(1)光传操纵系统中的传输媒介是 ________(选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”);
(2)下列说法中正确的是 _____
A.航空燃油是一种新型的可再生能源               B.飞机顺风起飞,更有利于飞机升空
C.飞机流线型机翼设计可以减小阻力               D.飞机采用超声波与地面的进行联系
(3)请在图乙中,用描点法作出阻力f与速度v的关系图像_________,若飞机以最大速度巡航时,发动机的输出功率为________kW,该飞机最大起飞质量为 _________kg;
(4)为保证飞行安全,当飞机降低到一定高度时开启警示灯。如图丙所示是某同学为飞机设计的模拟电路(电源电压恒定),图丁是压敏电阻R随离地高度h的变化曲线。当飞机降落离地面450m时,开关S自动闭合,指示灯亮起,灵敏电流计的示数为0.02A;飞机离地面400m时,灵敏电流计的示数为0.04A;当高度降到150m,指示灯开始闪烁。则应将压敏电阻串联在图丙电路中的 _____(选填“A”或“B”)位置,另一个位置接高度计(灵敏电流计)。警示灯在闪烁的过程中较亮时的电功率是多少?请写出计算过程。(电磁铁线圈、衔铁、触点的电阻、警示灯的电阻变化均忽略不计)____
2024-05-03更新 | 170次组卷
共计 平均难度:一般