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(shì)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)電的過程中將能轉(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(shì)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）機(jī)械
（2）0.5；10
（3）720；576；3.125×10﹣3 ．
【解析】解：（1）發(fā)電的過程中將機(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= =0.5A；
已知P=1W=0.001kW，由P= 可得消耗0.01度的電能，燈泡工作的時(shí)間：
t= = =10h；（3）重力做的功：W′=Gh=400N×1.8m=720J；
由“沙袋下落過程中重力勢(shì)能減小量的80%轉(zhuǎn)化為燈泡的電能”可知，
ηW′=Pt：
即80%×720J=1W×t
t= =576s；
沙袋通過減速器勻速下落的速度：
v= =3.125×10﹣3m/s．
所以答案是：（1）機(jī)械； （2）0.5； 10；（3）720； 576；3.125×10﹣3 ．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的功的計(jì)算，需要了解功的計(jì)算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能得出正確答案．