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?
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.
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?
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 | 水 | 酒精 | 煤油 | 碘 | 铜 | 铁 | 金 |
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.
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有、总功W总、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有/J | 拉力F/N | 弹簧测力计移动的距离s/cm | 总功W总/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.
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?