题目:
某小区内有一块面积为 10m^2 的空地,小区物业计划在该空地上安装一些太阳能电池板,以供小区的照明用电。已知该小区所在地的年有效光照时间为 2000h,太阳能电池板产生的电功率为 1kW,为了充分利用太阳能,该小区决定在空地上安装太阳能电池板,并由一台直流电机提供电力。已知该电机的额定功率为 5kW,额定电压为 36V。
(1)若直接用太阳能电池板给该直流电机供电,则该电机正常工作时的电流是多少?
(2)为了充分利用太阳能,该小区决定在空地上安装太阳能电池板,并由一台直流电机提供电力。已知该电机的额定功率为 5kW,额定电压为 36V。为了使该电机正常工作,需要安装多少块面积为 1m^2 的太阳能电池板?
(3)若该小区的照明系统由太阳能电池板和直流电机供电,则该小区的照明系统在一年内可节约多少电能?
例题:
【分析】
(1)根据电功率公式$P = UI$求出电流;
(2)根据题意求出每块电池板的功率,再求出总功率;
(3)根据题意求出总功率与电机的功率之差即为节约的电能。
【解答】
(1)由$P = UI$可得,电机正常工作时的电流:$I = frac{P}{U} = frac{5 times 10^{3}W}{36V} approx 14.28A$;
(2)每块电池板的功率:$P_{电} = frac{P}{n} = frac{5 times 10^{3}W}{n}$,总功率:$P_{总} = n times P_{电} = n times frac{5 times 10^{3}W}{n} = 5kW$,解得:$n = 100$;
(3)一年内可节约的电能:$bigtriangleup W = Pt - P_{电}t = (1kW + P_{电}) times 2000h - P_{电} times 2000h = (P_{电} + 1kW) times 2000h - P_{电} times 2000h = (P_{电} + 1kW) times (2000h - P_{电})h$,代入数据可得:$(5kW + 1kW) times (2000h - 36V times 14.28A times 2000h) = (5 + 1) times (2 - 1) times (2 times 36V times 10^{4}J/kW cdot h)$,解得:$bigtriangleup W = 7.776 times 10^{7}J$。答:(1)电机正常工作时的电流约为$14.28A$;(2)需要安装$100$块面积为$1m^{2}$的太阳能电池板;(3)该小区的照明系统在一年内可节约电能$7.776 times 10^{7}J$。
【分析】
本题考查了电功率公式的应用和电功的计算,关键是知道总功率与电机的功率之差即为节约的电能。
【解答】
本题答案不唯一。
以下是一道初中物理电力学大题及解答例题:
大题:
某家庭电路中电能表的规格是“220V 10A”,现有额定电流为8A的家用电器4个,额定电压为240V的电视机一台,额定功率为60W的灯泡若干个。为了确保电路安全,该家庭电路中最多能同时使用多少个60W的灯泡?
例题及解答:
题目:
一个家庭电路中,电能表的规格为“220V 10A”,现有额定电流为8A的家用电器4个,额定电压为240V的电视机一台,额定功率为60W的灯泡若干个。求该家庭电路中最多能同时使用多少个60W的灯泡?
解答:
根据题意,电能表允许的最大电流为10A,而总用电器的额定电流为8A,因此可以使用的家用电器数量为:
总电器数量 = 8A × (总功率 / 60W) = 8A × (总功率 / 60W)
已知总功率 = 电视机功率 + 灯泡功率之和
已知电视机功率 = 240V × 8A = 1920W
已知灯泡数量未知,每个灯泡功率为60W
因此,最多可以使用灯泡数量 = 总电器数量 = 8A × (电视机功率 / 60W) = 8 × (1920W / 60W) = 27个
所以,该家庭电路中最多能同时使用27个60W的灯泡。
初中物理电力学大题和相关例题常见问题如下:
大题:
1. 有一段电路,电阻为R,电压为U,求电流I的表达式。
2. 有一个电源,电动势为E,内阻为r,求电流I的表达式。
3. 有一个电路,电源电压为U,负载电阻为R,求电流I的表达式。
例题:
1. 有一个电源,电动势为6V,内阻为2欧姆。求电流I随外电阻变化的关系。
解:根据闭合电路欧姆定律,有:I = E/(R+r),其中R为外电阻,r为内阻。
当R=0时,电流I=E/r=6/2=3A;当R→∞时,电流I→0。
因此,电流I与外电阻R的关系为:I = 3(1−R/6)A。
2. 有一个电路,电源电压为3V,负载电阻为4欧姆。求电流I的大小。
解:根据闭合电路欧姆定律,有:I = E/R + r,其中R为外电阻,r为内阻。
代入数据可得:I = 3/4 + rA。由于题目中未给出内阻大小,因此无法确定电流I的大小。
以上是初中物理电力学大题和相关例题的常见问题,通过这些练习,可以更好地掌握电力学的相关知识。