Question

【題目】“重力電燈”是一種依靠重力做功產生電能的環保型電源，如圖，在使用過程中，首先由人將沙袋舉高，使人的生物能轉化為沙袋的重力勢能，然后沙袋通過減速器勻速下落帶動發電機發電，點亮燈泡．

（1）發電機是“重力電燈”的核心部件之一，發電機的線圈在磁場中 磁感線產生電流，這種電流是電 （選填“直流”或“交流”）．發電的過程屬于 （選填“電生磁”或“磁生電”），這個過程將 能轉化為電能．

（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電流為 A，它工作 h消耗0．01度的電能．

（3）將一個重為400N的沙袋舉高1．8m后從靜止開始釋放至落地，重力做功 J，調節減速器，讓沙袋勻速下落，且沙袋下落過程中重力勢能減小量的80%轉化為燈泡的電能，此時發電機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燈泡正常發光 s．此時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；機械；（2）0．5；10；（3）720；576；3．125×10﹣3

【解析】試題分析：（1）發電機的線圈在磁場中切割磁感線產生電流，由于沒有換向器，故這種電流是交流電；發電的過程屬于磁生電，這個過程消耗了機械能，得到了電能，將機械能轉化為電能；（2）由P=UI可得，燈泡正常工作時的電流：I=P/U=1W/2V=0．5A；根據W=Pt可得，消耗0．01度的電能，燈泡工作的時間：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。