Question

（2012?臺州）如果全球持續(xù)變暖，在不久的將來，人類可能會面臨著大量物種的消失、能源危機及海平面上升等問題．科學(xué)家設(shè)計了一種“水上漂浮房”來應(yīng)對這種變化．
“水上漂浮房”是由可回收的木材、金屬、塑料、布和其他材料做成的，總質(zhì)量1000噸．這種漂浮房設(shè)有立體農(nóng)業(yè)園，里面有肥沃的土壤，種有蔬菜，養(yǎng)有家禽等，所需的電能由太陽能電池板或風(fēng)力發(fā)電機提供．
（1）從生態(tài)學(xué)角度分析，“水上漂浮房”上的立體農(nóng)業(yè)園其實是一個

生態(tài)系統(tǒng)

．
（2）如果太陽能電池板輸出的電壓為110伏，供給一盞“220V  40W”的白熾燈使用，不計燈絲電阻的變化，則白熾燈的實際功率是

10

瓦．
（3）按照總質(zhì)量計算，靜止在水面上的“水上漂浮房”受到的浮力是多少牛？排開水的體積是多少米³？（g取10牛/千克，ρ_水取1.0×10³千克/米³）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題中信息即可從生態(tài)學(xué)角度得出答案；
（2）由銘牌可知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=

U2

P

求出電阻，再根據(jù)P=

U2

R

求出白熾燈的實際功率．
（3）根據(jù)物體漂浮的條件和G=mg求出受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積．

解答：解：（1）從生態(tài)學(xué)角度分析，“水上漂浮房”上的立體農(nóng)業(yè)園其實是一個生態(tài)系統(tǒng)；
（2）燈泡的電阻：
R=

U 2 額

P額

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
電壓為110伏時，燈泡的實際功率：
P_實=

U 2 實

R

=

(110V)2

1210Ω

=10W；
（3）水上漂浮房處于漂浮狀態(tài)，
所以受到的浮力：
F_浮=G=mg=1000×10³kg×10N/kg=10⁷N，
排開水的體積：
V_排=

F浮

ρg

=

107N

1.0×103kg//m3×10N∥kg

=1000m³．
答：（1）生態(tài)系統(tǒng)；
（2）白熾燈的實際功率是10W；
（3）靜止在水面上的“水上漂浮房”受到的浮力為10⁷牛，排開水的體積是1000米³．

點評：本題考查了電功率公式和阿基米德原理、物體浮沉條件的靈活運用，題目情景較新穎，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，是一道好題．