远程输电发电厂发出的电要传输到很远的地方供人们使用。在输电线上,由于电流的热效应,必然有一部分电能转化成内能而损失掉,导线越长,损失越多。目前远距离送电主要采取高压送电的方式来实施。在保证输送功率不变的情况下,采用提高电压的方法减少线路上的损失。高压送电过程:发电机、升压变压器、高压输电线、降压变压器、居民用电。
变压器原理简化为:原线圈匝数,副线圈匝数,若输入电压,输出电压(如图乙),它们之间的关系式为:。
请结合短文和所学知识回答下列问题:
(1)从发电厂发出电到进入家庭,变压器使电压的大小经过了两次改变,最终直接进入家庭的电压为
(2)下列单位不能够表示远程输电损耗电能大小的是
A. B. C. D.
(3)在输电阶段,输电线上常用如图丙装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的横截面积,从而减小了导线的
(4)如图甲属于
(5)目前我国正在进行1500kV的特高压输电技术实验。若甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,建成后改用1500kV的特高压输电,当输电功率相同时,线路上的功率损耗为原来的
(6)由发电厂向用户输电,输送的功率P一定,关于输电电压U与输电电流的I的关系图像正确的是
A. B. C. D.
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安全电压
初中物理课本中:“大量实验表明,不高于36V的电压对人体来说一般是安全的。”这个电压绝对安全吗?
人体触电后有无危险受许多因素的影响,主要取决于通过人体电流的大小,而通过人体的电流除与加在人体上的电压有关外,还与人体的电阻有关,人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响,并且影响很大。因此人体的安全电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的。因此,安全电压在理论上不可能有一个确定的值。我国考虑到人体所处的环境不同,触电的危险性不同,又对四种不同接触状态下的安全电压做了如下规定:第一种情况,人体大部分浸在水中,例如游泳、浴池等场所发生触电后可能导致溺水死。因此,人体可能摆脱的自主电流为5mA。由于人体浸在水中,人体电阻只有500Ω,此时的安全电压应为2.5V。第二种情况,人体显著淋湿的状态,人体一部分经常接触到电气装置金属外壳和构造物的状态,通常指在隧洞或潮湿场所,人体皮肤显著受潮。此时人体电阻仅为500Ω左右,若以安全电流30mA取代,则安全接触电压为15V。第三种情况,上述两种接触外的情况,对人体有接触电压后,危险性高的状态,通常指住宅、工厂、学校等场所。在这种环境中人体皮肤干燥,属正常状态,安全电流最大取值30mA,人体电阻取1700Ω,持续允许接触电压为50V。第四种情况,接触电压后无危险或危险低的情况。对此,不规定安全电压值。由此可见,不高于36V的电压也不是绝对的安全,是有条件的安全。
(1)人体触电后是否有危险,起决定作用的因素是
(2)当家庭电路工作正常时,从进户线流入的电流
(3)下列哪个选项不是影响人体电阻大小的因素是
A.气压
B.温度
C.湿度
(4)某人在水中的电阻为600Ω,若此人浸在水中作业,则安全电压为
模拟微重力环境的装置——中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空受到的失重环境,我国建设了特殊的“潜水池”——中性浮力水槽(图甲)。在训练时,航天员需下沉至水下9米左右的深度,为获得与太空中相似的失重环境与失重感,需要在下水前通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等。
为了充分模拟出舱任务,在水槽中需要穿着水下训练服(图乙),它也是密闭设备,结构与舱外航天服基本一致,整体柔软,内部充有气体,重达130kg。为了协助身着厚重水下训练服的航天员安全下水,水槽边配备有可伸缩的长臂吊车。
为了进行训练,水下训练服与地面设备之间配备了一条脐带,可用于输送新鲜空气、提供用于调节体温的冷却水等,脐带中还有电缆,用于岸上指挥员与水下航天员之间的语音交互,因为水具有导电性,为了航天员的安全,相关设备的功率比较小。完成训练后,潮湿的训练服在储存前需要干燥处理,防止霉变及锈蚀。
请回答以下问题:(已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)为了水中航天员的人身安全,与水下训练服连接的设备电压不超过
(2)长臂吊车将航天员匀速向下送入水槽的过程中,航天员的动能
(3)航天员在训练时,受到水的压强约为
(4)某航天员质量为70kg,身着训练服在水槽中进行模拟训练时(训练服与配重的总体积约为0.22m3),其所受浮力大小为
(5)航天员如果移到稍高的位置继续练习时,应给训练服
(6)潮湿的训练服进行干燥处理时,水发生的物态变化是
人体永动机——靠体温发电能亮的手电筒
备用手电筒一般都是放在家里某个角落里,停电了找东西时才用到,但放置时间久了又没有充电的话,使用起来会发现没电了,那是很气人的 。 但是,今天介绍的这款手电筒就可以避免这种尴尬,它是一款既不需要电池,也不需要太阳能,更不利用风力,而是靠人体体温发电的手电筒-----Lumen手电筒 。 它外形并没有什么特别,就像一张电话卡,如左图所示,其内置一颗温差电池,只要外部环境温度低于体温,将手指放在上面就能利用温差来为小电筒供电,如右图所示 。 这就是体温发电 。 体温发电是通过半导体,利用温差来获取电能 。 温差发电的基本原理是“泽贝克”效应,即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时,如果两个连接点的温度不一样,就能产生微小的电压,且温差越大,产生的电压越大 。
Lumen就是利用了这一原理,其上配备一个热电发电机( TEG )的陶瓷部件,它的上部可以感受你手指的温度,下部感受环境温度,再通过两者的温度差进行发电,进而让手电筒工作 。
如果环境温度为 28 摄氏度,Lumen 就相当于在 3V 电压下产生 15mA 的电流,过多的电能将被储存在内置的电容器里 。
Lumen手电筒比起传统手电筒来说,照明功率偏小,但光通量更大,更方便在照明不良情况下找寻物体,安全导航以及在黑暗中阅读 。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)体温发电的根本原理是人体和周围环境间存在
(2)除了文中所讲利用体温发电比用电池供电的优点外,你觉得还有哪些?说一点即可
(3)实际使用中利用体温发电能获得大范围的电压值吗?为什么?
国货之光——比亚迪仰望
亚迪仰望U8定位为高端新能源硬派越野车,有四个独立驱动电机能够实现极限操稳、应急浮水、原地掉头和敏捷转向等场景功能,如图甲所示。U8能实现原地掉头的基础是左右两侧车轮的反向转动,通过在车辆左右两侧车轮施加方向相反的驱动力,使车辆绕中心转动,进而实现车辆原地转向。此外,它的密封性能好,在深水区可以漂浮在水面上,车轮在水中扮演着螺旋桨的角色,能够缓慢的转弯、行驶。U8可以插电式补电,设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。假定充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前,D为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0.开始充电后,充电功率P与D的关系如图乙所示。充满后,立即停止充电。当D达到70%时,充电桩显示屏的部分即时信息如表。充电电压/V | 充电电流/A | 充电时长/min | 充电度数/kW·h | 充电费用/元 |
800 | 16 | 24.0 | 28.8 |
(2)如图所示,下列器件中的工作原理和U8四轮驱动电机相同的是
A.麦克风 B.防汛报警器
C.电铃 D.电动机模型
(3)若U8想实现原地顺时针掉头应该A.左侧车轮、右侧车轮都向后转动 B.左侧车轮向后转动,右侧车轮向前转动
C.左侧车轮、右侧车轮都向前转动 D.左侧车轮向前转动,右侧车轮向后转动
(4)有关U8性能及充电过程,下列说法正确的是
A.U8漂浮在水面上时浮力大于重力
B.充电70%时,充电电流是125A
C.原地掉头匀速转动时运动状态不变
D.充电过程中充电电费单价不变,则测试全过程的充电费用54元
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛。
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,下图为其电阻随温度变化的图象,由图可知,该PTC材料的居里点温度为
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,电阻
我国的核电事业发展迅速,已经建成几座核电站,其中广东大亚湾核电站每年发电量约70%的电力供应香港,30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下,远距离送电采取高压送电的方式来实施,核电站的发电输出电功率为,用10千伏的高压进行输电。图1是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。(1)核电站中绕制发电机线圈的材料可能是
(2)关于远距离输电,下列表述正确的是
A.提高输电电压会增大输电电流,从而增大输电损失
B.提高输电电压可以减小输电线电阻,从而减小输电损失
C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D.若能研制出常温下的超导体,用它制作远距离输电导线,将不需要高压输电方式
(3)核电站高压输电时的输电电流为
(4)远距离输电时某处发生了短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量,已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为R,电压表示数为U,电流表示数为I,则短路位置到甲地的距离为
(5)某户居民标有“220V 40W”的灯泡正常发光时电阻为
(1)发热丝工作过程中能量如何转化
(2)请你判断,小勇应该选取
(3)若充电宝提供的电压为5V,那么若想让发热丝的功率为10W,需要在坐垫中连入的发热丝的电阻为
(4)发热垫制作成功后,小勇发现发热垫的功率较低,请你帮助小勇在不改变充电宝,只使用坐垫中的发热丝,且连入电路的发热丝长度不变的情况下,提出一种改进方法
超级镜子发电站
我国用熔盐和1.2万块链子,建成亚洲第一发电站——甘肃敦煌100 MW 熔盐塔式太阳能光热电站,如图甲所示。该发电站的工作原理如图乙所示,通过电脑控制镜子的反射方向,持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上,加热其中的熔盐,使其温度升高,高温熔盐向下流入温度为565℃的高温熔盐罐,热泵将它打入蒸汽发生器,与其中的冷水进行热交换,产生高温高压的水蒸气,水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。经过蒸汽发生器后的熔盐,降温回到低温培盐罐,从而循环下去。该发电站的两个熔盐罐中共存储名万吨熔盐(熔点为210℃),白天高温熔盐罐把能量储存起来,夜晚再把罐中的高温熔盐释放出来发电,可以实现24小时稳定电力输出。(1)完成下列太阳能发电的主要能量转化流程图(2)图丙为定日镜将太阳光反射到吸热器上的示意图。现有一束太阳光沿图中的AO方向照射到定日镜M 上,反射光沿OB方向射到吸热器上一段时间后,这束太阳光在纸面内沿逆时针方向转过20°后照射到定日镜M 上的O 点,为了仍能将光反射到吸热器上,定日镜M 应该沿
(3)假设该光热发电站以额定发电功率100 MW 进行远距离输电,若某输电线的电阻值为400Ω,为了使输电线每秒产生的热量降低到108J 以下,输电线上最大的电流是
(4)这个发电站某年四个季度发电总量如图丁所示,这一年的发电总量相当于完全燃烧
2018年5月21日,在嫦娥四号升空前,中继星“鹊桥”号成功发射,为即将发射的嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支持。(如图甲)
2018年12月8日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了中国月球探测的新旅程。
2018年12月12日,嫦娥四号探测器到达月球附近,成功实施近月制动,被月球捕获,进入了环月轨道。
2018年12月30日,嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制,顺利进入预定的着陆准备轨道。
2019年1月3日,嫦娥四号探测器在月球背面实现人类首次软着陆。
2019年1月11日,嫦娥四号携带的玉兔二号月球车离开探测器,踏上月球土壤。
(1)已知月球上无大气、无磁场、弱重力。爱动脑筋的小强对这次的嫦娥四号探月提出了以下有关设想,你认为合理的是
A.探测器在月球表面着陆时因摩擦生热,所以必须有隔热材料保护,否则可能烧毁
B.月球土壤非常松软,所以月球车的车轮应比较宽
C.因为月球上引力比地球上要小,玉兔号登月后质量会减小
D.在卫星定位导航失效的情况下,可以采用指南针来给玉兔辨别方向
(2)如图丙所示,由A到B是探测器在地月转移阶段完成近月制动的过程,探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速,此时发动机应向
(3)①探测器在与地球控制室互传信息是利用
②在“嫦娥4号”之前要先发射“鹊桥”中继星的原因是
A.月球背面光线太暗 B.月球背面距离地球太远
C.月背着陆,通讯不便 D.为“嫦娥4号”提供能源
(4)月球车采用电动机驱动,若电动机线圈电阻是0.5Ω,电动机两端电压是110V,当电动机正常工作时,通过线圈的电流是10A,5min内电动机所做的机械功是