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我们生活在电的时代,电能的广泛使用,使电能的社会需求日趋紧张.节约电能,提高能源...

我们生活在电的时代,电能的广泛使用,使电能的社会需求日趋紧张.节约电能,提高能源的利用率是一个在国民经济中具有重要战略意义的问题.改造和淘汰陈旧的设备、采用高压输电是节约能源的重要措施.其电站与用户间距离为10km,输送的电功率为6.0×104kW,每米输电导线的电阻为1.8×10﹣3Ω,若输电电压从1.0×105V提高到3.0×105V.

(1)求输电线路损耗的电功率减少了多少?

(2)现输电导线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在电站利用电压表、电流表和电源接成如图1所示电路进行检测.电压表的示数为3.0V,电流表的示数为0.5A,则短路的位置离电站的距离为多少?

(3)安全用电的常识之一是不靠近高压电,而双脚站在高压线上的小鸟(两脚间距离为5cm,电阻为104Ω)居然安然无恙(图2),计算说明小鸟为什么不会触电死亡?在你的计算中运用了什么近似条件?

 

(1)1.152×107W;(2)1.67×103m;(3)通过小鸟的电流很小,所以小鸟不会触电死亡;计算时小鸟两脚间导线上的电流取值近似等于干路中的电流 【解析】 试题分析:(1)采用高压输电时,输送功率不变,由P=UI可得提高输电电压前后导线上的电流:I1 ===600A,I2===200A,每米输电导线的电阻为1.8×10﹣3Ω,电站与用户间距离为10km,输电电线有两根,所以电站与用户间输电导线的电阻:R=1.8×10﹣3Ω/m×10×103m×2=36Ω,由P=I2R可得输电线上减少的电功率:△P=P1﹣P2=I12 R﹣I22R=2×36Ω﹣2×36Ω=1.152×107W;(2)由I=可得,短路的位置与电站间导线的电阻:R′===6Ω,短路的位置与电站间导线的长度:L==×103m,则短路位置离电站的距离:s=L=××103m≈1.67×103m;(3)由题可知,小鸟与两脚间的输电线并联,长5cm输电线的电阻:R线′=1.8×10﹣3Ω/m×5×10﹣2m=9×10﹣5Ω,并联电路中各支路两端的电压相等,由1小题可知提高输电电压后的电流I=200A,由I=可得:U鸟=U线′=IR线′=200A×9×10﹣5Ω=1.8×10﹣2V,通过小鸟的电流:I鸟===1.8×10﹣6A=1.8μA, 由此可知,通过小鸟的电流很小,所以小鸟不会触电死亡;小鸟两脚间的导线与小鸟是并联的,干路电流为200A,计算时小鸟两脚间导线上的电流取值近似等于干路中的电流。 【考点定位】电功率的计算;欧姆定律的应用  
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港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道,全长5.6km,由33节沉管和“最终接头”组成.33节沉管已经全部成功安装,只剩E29和E30之间留有十多米的空隙,这就是“最终接头”的位置.“最终接头”质量约为6.0×106kg,虽然和之前的沉管相比小了很多倍,但入水后受洋流、浮动等因素影响,姿态会发生变化,安全平稳地把接头吊装到约30m深的海底是十分艰难的过程,记者在现场看到,“最终接头”由“振华30号”吊装船吊装(如图),通过系列平衡调整,从9时整,“最终接头”从距离水面20m高处匀速下放,9时12分,开始入水,完全入水后,吊钩对“最终接头”拉力为2.0×107N左右,12时,“最终接头”下沉到位,吊装起重机的机械效率约为80%.(g取10N/kg,ρ海水取1.0×103kg/m3)求:

(1)“最终接头”下沉到位后下表面所受水的压强;

(2)“最终接头”的平均密度;

(3)吊装起重机最大输出功率.

 

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图甲是利用电流表、电压表测量电阻的实验原理图.图乙是小红连接的实物实验电路图.

(1)依照小红连接的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左端移动,请写出你观察到的实验现象.

(2)请你在图乙中只改动一根导线连接,使电路正常工作(用“×”标出改动导线,以笔划线代替导线,画出改接导线).

(3)电路改接正确后,调节滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图丙、丁所示,此时被测出Rx的阻值为多少?

 

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如图是小红做“观察碘升华”的实验装置.

她的操作是:在烧杯中放少量的碘,烧杯口放一只装有冷水的烧瓶,用酒精灯给烧杯加热.

标准大气压下部分物质的熔点(凝固点)、沸点(℃)

物质

酒精

煤油

熔点(凝固点)

0

﹣117

﹣30

113.6

1083

1535

1064

沸点

100

78.5

150

184.25

2360

2750

2500

(1)结合你的探究经历,描述小红观察到的实验现象.

(2)交流评估时,小明查阅了部分物质的熔点、沸点(见表),他发现碘的熔点是113.6℃,碘的沸点是184.25℃,酒精灯的火焰温度约400℃,他认为小红所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小红的实验并不能得出碘升华的结论,请你针对小明的质疑,选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验,证明碘直接从固态变为气态,写出实验方案并扼要说明.

 

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下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告.

实验名称:测量滑轮组的机械效率

实验步骤:

(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格.

(2)按如安装滑轮组,分别记下钩码和弹簧测力计的位置.

(3)拉动弹簧测力计并读出拉力F的值,用刻度尺测出的钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将这三个量填入表格.

(4)算出有用功W、总功W、机械效率η并填入表格.

(5)改变钩码上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据.

实验记录:

实验次数

钩码重力G/N

物体上升的高度h/cm

有用功W/J

拉力F/N

弹簧测力计移动的距离s/cm

总功W/J

机械效率η

1

6

3.00

18.00

2.38

9.00

21.42

84.0%

2

6

5.00

30.00

2.40

15.00

36.00

83.3%

3

6

8.00

48.00

2.36

24.00

56.64

84.7%

4

6

10.00

60.00

2.35

30.00

70.50

85.1%

实验结论:在忽略绳子的重力和摩擦的情况下,滑轮组的机械效率与所提升物体的重力和高度无关.

请你评价小明和小红的实验报告.

(1)指出实验步骤中存在的错误和不足;

(2)从理论上分析说明他们实验结论的局限性.

 

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红灯停,绿灯行

    红灯停,绿灯行,这是人所共知的,能否将红绿灯的作用互换一下呢?

    我们平时见到的太阳光是白光,它是由红、橙、绿、蓝、靛、紫等色光组成的,白光叫复色光,各种颜色的光叫单色光.单色光的颜色是由频率决定的,红光频率最低,波长最长;紫光频率最高,波长最短.光在空气中传播时,会遇到大气分子、水蒸气微粒以及尘埃微粒等障碍物.当光照射到这些微小的障碍物上,障碍物会将光波的一部分能量散射出去,而另一部分能量将穿过障碍物继续向前传播,光散射的强度与光波波长有关,波长越短,被散射出去的能量越多,穿过的能量越少,在相同条件下,红、橙光穿过的能量多,蓝、绿光被散射出去的能量多,早晚我们看见太阳时,见到的主要是太阳光中穿透厚厚大气层的红光、橙光,所以朝阳、落日是红色的.晴朗的天空,见到的主要是阳光中被大气散射的蓝、绿光,所以天空呈蓝色.

    正因为红光在空气中散射最弱,穿透能力强,可以传到较远的地方,使车辆和行人在远处就能发现,及早做好准备,所以用红灯表示停止和危险信号.雾天行车,车上要开黄色警示灯,也是这个道理.可见红绿灯的作用是不能互换的.

阅读上文,回答下列问题:

(1)请你概括指出光散射遵循的规律.

(2)试着运用上文提到的知识解释大海为什么是蓝色的?

 

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