Question

【題目】“重力電燈”是一種依靠重力做功產(chǎn)生電能的環(huán)保型電源，如圖，在使用過程中，首先由人將沙袋舉高，使人的生物能轉(zhuǎn)化為沙袋的重力勢能，然后沙袋通過減速器勻速下落帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，點(diǎn)亮燈泡．

（1）發(fā)電機(jī)是“重力電燈”的核心部件之一，發(fā)電機(jī)的線圈在磁場中 磁感線產(chǎn)生電流，這種電流是電 （選填“直流”或“交流”）．發(fā)電的過程屬于 （選填“電生磁”或“磁生電”），這個(gè)過程將 能轉(zhuǎn)化為電能．

（2）“重力電燈”燈泡的額定功率為1W，額定電壓為2V，則該燈泡正常工作時(shí)電流為 A，它工作 h消耗0．01度的電能．

（3）將一個(gè)重為400N的沙袋舉高1．8m后從靜止開始釋放至落地，重力做功 J，調(diào)節(jié)減速器，讓沙袋勻速下落，且沙袋下落過程中重力勢能減小量的80%轉(zhuǎn)化為燈泡的電能，此時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出電壓恰為燈泡的額定電壓，則一次舉高沙袋能讓額定功率為1W燈泡正常發(fā)光 s．此時(shí)沙袋通過減速器勻速下落的速度為 m/s．

Answer 1

【答案】（1）切割；交流；磁生電；機(jī)械；（2）0．5；10；（3）720；576；3．125×10﹣3

【解析】試題分析：（1）發(fā)電機(jī)的線圈在磁場中切割磁感線產(chǎn)生電流，由于沒有換向器，故這種電流是交流電；發(fā)電的過程屬于磁生電，這個(gè)過程消耗了機(jī)械能，得到了電能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；（2）由P=UI可得，燈泡正常工作時(shí)的電流：I=P/U=1W/2V=0．5A；根據(jù)W=Pt可得，消耗0．01度的電能，燈泡工作的時(shí)間：t=W/P=0．01kWh/0．001kW=10h；（3）重力做的功：W′=Gh=400N×1．8m=720J；由ηW′=Pt可得：80%×720J=1W×t得：t=（80%×720J）/1W=576s；沙袋通過減速器勻速下落的速度：v=s/t=1．8m/576s=3．125×10﹣3m/s。