Question

“電”與現(xiàn)代生活密不可分，請(qǐng)閱讀下列相關(guān)資料，運(yùn)用有關(guān)“電”的知識(shí)和規(guī)律，回答問(wèn)題．
（1）小王同學(xué)想測(cè)量家中新購(gòu)買(mǎi)的綠色電冰箱的耗電情況，他將家中其他所有用電器斷開(kāi)．只使用該冰箱，觀察電度表轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況．測(cè)得冰箱制冷時(shí)．轉(zhuǎn)盤(pán)每12s轉(zhuǎn)動(dòng)一圈；保溫時(shí)，每2min轉(zhuǎn)動(dòng)一圈．電度表上表明每千瓦小時(shí)轉(zhuǎn)2000圈．該同學(xué)還測(cè)得每小時(shí)制冷時(shí)間10min，保溫50min．在一天內(nèi)，該電冰箱制冷時(shí)的功率約為 w；如果按每月30天計(jì)算，該電冰箱月耗電為

27

kW?h．
（2）有一種抽水蓄能水電站可以把晚上多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)．放到白天使用．其原理是：將晚上多余的電能用來(lái)把水抽到高處的水庫(kù)里，到白天再將高處的水放出來(lái)發(fā)電以補(bǔ)充電能．假設(shè)：抽水機(jī)的工作效率為75w，發(fā)電機(jī)的工作效率為80w，不計(jì)其他損耗．水庫(kù)水位平均高度為100m．白天每千瓦時(shí)電能的電費(fèi)為0.617元，晚上每千瓦時(shí)電能的電費(fèi)為0.307元．每千克水升高lm 的能量為loJ．則電廠利用1×10⁹ T水儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換，因白天和晚上的電費(fèi)價(jià)格差而獲取的利潤(rùn)為多少元？
（3）如圖所示是助動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向指示燈線路．電路中LD_l、LD₂．為前后兩個(gè)左轉(zhuǎn)向燈．RD₁、RD₂．為前后兩個(gè)右轉(zhuǎn)向燈，D為在儀表盤(pán)上轉(zhuǎn)向指示燈．四個(gè)轉(zhuǎn)向燈分別“6V、2，5A”的燈泡，D為“6V、0.25A”的小燈泡，當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓小于額定電壓的60%時(shí)．燈泡不發(fā)光，燈泡電阻保持不變．RJ為不計(jì)電阻的通斷器．可使電路間歇地通斷；但當(dāng)閃光器RJ，中的電流小于4A時(shí)，雖有電流通過(guò)RJ卻不會(huì)使電路間歇地通斷．K為轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)．是一個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)．正常情況下，把K撥至1位，LD₁、LD₂會(huì)發(fā)出閃光，示意助動(dòng)車(chē)將左轉(zhuǎn)，同時(shí)D指示燈閃爍向駕駛員顯示轉(zhuǎn)向燈的工作情況；把K 撥至2位，RD₁、RD₂會(huì)發(fā)出閃光，示意助動(dòng)車(chē)將右轉(zhuǎn)，同時(shí)D指示燈閃爍向駕駛員顯示轉(zhuǎn)向燈的工作情況．
當(dāng)駕駛員將K 撥至1位時(shí)，發(fā)現(xiàn)D燈發(fā)光但不閃爍．據(jù)此現(xiàn)象可以判定電路的哪一處發(fā)生了怎樣的故障，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）本題首先要清楚“2000r/kW?h”的物理意義：當(dāng)用電器消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表的水平轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)2000轉(zhuǎn)，電功率根據(jù)公式W=Pt來(lái)求．
（2）先計(jì)算晚上抽水消耗的電能，再計(jì)算白天放水產(chǎn)生的電能，再根據(jù)白天和夜晚電費(fèi)的價(jià)格差而產(chǎn)生的利潤(rùn)；
（3）D燈發(fā)光但不閃爍，說(shuō)明電路電流小于4A，

解答：解：（1）由題意可知：電冰箱所做的功W=

1

2000

kW?h=1.8×10³J；
p=

W

t

=

1.8×103J

12s

=150W；
電冰箱月耗電W₁=Pt=0.15kW×6h×30=27kW?h；
（2）設(shè)晚上抽水消耗電能為△E_耗，則有η₁△E_耗=E₀mh；
△E_耗=

E0mh

η1

=

10J×1×109×103×100

75%

J=1.33×10¹⁵J=3.7×10⁸kW?h；
白天放水發(fā)電為△E_電，則有：△E_電=η₁E₀mh=80%×10×10¹²×100J=8×10¹⁴J=2.22×10⁸kW?h；
因白天、夜晚電費(fèi)的價(jià)格差而產(chǎn)生的利潤(rùn)為0.617×2.22×10⁸元-0.307×3.7×10⁸元=2.34×10⁷元．
答：因白天和晚上的電費(fèi)價(jià)格差而獲取的利潤(rùn)為2.34×10⁷元；
（3）在額定電壓下，R_LD1=R_LD2=R_LD3=R_LD4=

6V

2.5A

=2.4Ω；
如果左路中有一盞轉(zhuǎn)向燈發(fā)生斷路故障，右路正常，此時(shí)流過(guò)RJ的電流為I=2.5A+

6V

RD+ RLD1RLD2 RLD1+RLD2

=2.74A＜4A；
所以RJ有電流流過(guò)，但不會(huì)使電路間歇地通斷，如果右路中有一盞轉(zhuǎn)向燈發(fā)生斷路故障，左路正常此時(shí)流過(guò)RJ的電流為I=5A+

6V

RD+RLD

=5A+

6V

24Ω+2.4Ω

=5.23A＞4A；
所以RJ仍能使電路間歇地通斷，即使左轉(zhuǎn)向燈指示燈閃爍，
根據(jù)以上分析可以判定故障發(fā)生在左路，其中一盞轉(zhuǎn)向燈發(fā)生斷路故障．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電能表的參數(shù)的理解與電能的求法以及電功的計(jì)算，難點(diǎn)是對(duì)電路的分析，找出其中電路的故障原因．