随着新能源、低碳等理念的普及,小明设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车,以下是他查到的一些数据:太阳辐射的总功率P
总=3.9×10
26w,太阳到地球的距离r=1.5×10
11m,阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中的能量损耗约为51%;太阳光垂直照射时,太阳能电池的能量转化效率最高约为15%;假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg,期望达到的最高时速为72km/h,车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍,车身最多能敷设的太阳能电池板的面积约为8m
2,驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率.(已知半径为r的球的表面积为S=4πr
2,g=10N/kg)
(1)根据以上数据,通过计算对小明的设想进行分析与评价.
(2)你对他的设想有什么改进建议?
考点分析:
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小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题,想自己动手制作一个太阳能淋浴器.他买来了一个圆柱形金属桶,一个压力传感开关,两个圆柱体以及细线若干.初步设计如图所示,其中A、B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连.已知:圆柱形金属桶的底面积S
l=0.5m
2,高h
1=50cm;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10N时闭合,通过控制水泵从进水口向桶内注水,当拉力等于4N时断开,水泵停止向桶内注水;两个圆柱体的底面积S
2=40cm
2,高h
2=12cm,每个圆柱体重G=6N.要求当水桶内储水量达200L时停止注水,当储水量剩余40L时开始注水.请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上,求出满足上述要求的两段细线的长度.(压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计)
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微波炉是一种利用向食物发射微波,进而将以微波形式存在的电磁能转化为内能来对食物加热的厨具.因为微波可以深入食物表面内约5cm,因此与蒸烤类厨具比较,具有加热更加迅速的特点.
小明家最近买了一个微波炉,他听人们讲利用微波炉对食物加热,不仅加热时间短,还具备加热效率高的特点.为了验证后一种说法,他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率.
为此他查看了家中微波炉后面的铭牌,上面注明额定输入功率为1200W,他又查看了他家的单相电子电能表,上面注明3200imp/kW•h.之后,他关闭其他所有家用电器,将体积为lL、温度为20℃的水放入微波炉并用高火开始加热,同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数,历时4min,电能表上面的发光二极管闪烁了256次,此时取出并测得水的温度为72℃,请你帮助小明计算微波炉烧水时的效率.
微波炉中发射微波的器件叫做微波管,若某微波炉内的微波管只有一只,且该微波管只能在额定电压下以额定功率工作,请回答这个微波炉是如何仅仅利用这只微波管实现在不同挡位工作的昵?
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“米线”是一种特色小吃.端上餐桌的有:一碗热汤,上面浮着一层油;一碟切成薄片的鲜肉;一碗已煮熟的米线.食客先把肉片放进汤内,稍候再加入米线.
现有以下资料:汤的初温97℃,比热容4.2×10
3J/;肉片的质量为0.2kg,初温22℃,比热容3.5×10
3J/.基于健康缘故,肉片必须至少在大于80℃的汤中保持2min,在这2min时间里,由于向外界散热整体温度将下降约2℃.问:
(1)碗中油层的作用是什么?
(2)为实现上述的温度要求,碗中汤的质量多少应满足什么条件?
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某物理兴趣小组的同学设计了如图甲所示的实验装置,在橡皮塞中紧密地插入一根细玻璃管,将此橡皮塞盖紧在装满水的玻璃瓶瓶口,玻璃瓶沿水平方向的截面为如图乙所示的椭圆.当用力沿如图所示方向挤压装满水的玻璃瓶时,会看到细玻璃管内的水面明显上升.在这里,同学们利用细玻璃管内水面的变化将玻璃瓶的微小形变“放大”了.请你再列举两个用到这种“放大”方法来观察物理现象的实验或用到这种方法来工作的仪器,并简要说明“放大”的方法.
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为了节省电能,居民楼的楼道灯通常由两个开关共同控制.一个是利用光敏器件制成的“光控开关”,它的作用是光线暗时自动闭合,光线亮时自动断开;一个是利用声敏器件制成的“声控开关”,它的作用是有声音时自动闭合电路,两分钟后,若再无声音则自动断开.
(1)请将如图甲中的器材连成符合上述楼道灯要求的电路.
(2)小明受楼道灯电路的启发,在爷爷的卧室里也安装了这样一个“聪明”的电路.晚上只要拍拍手,灯就亮了,过一会自动熄灭,给爷爷带来了方便.不过遇到晚上有雷雨,就麻烦了,雷声使灯不断被点亮,影响爷爷休息.还有爷爷睡觉前需要这盏灯一直被点亮.现在再给你两个开关S
1、S
2,在如图乙中完成对这个“聪明”电路的改装.并分别说明在灯自动工作、晚上打雷需取消自动功能和需要灯一直被点亮时开关S
1、S
2的断开与闭合情况.
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