Question

1．隨著霧霾天氣發(fā)生頻率的增加，空氣凈化器也越來越深受人們的喜愛．空氣凈化器（圖甲）是一種能夠吸附、分解或轉化各種空氣污染物，有效提高空氣清潔度的產品．其主要結構由微風扇、空氣過濾器（濾網）、負離子發(fā)生器等組成．其銘牌如下表所示：

功率	最高：44瓦最低：18瓦
額定電壓	220伏
外觀尺寸（毫米）	594×230×480
重量（千克）	10.5
輪子與地面接觸總面積（毫米2）	210

（1）將空氣凈化器靜止放置在水平地面上，對水平地面的壓強為5×10⁵帕？
（2）某同學在家中把該凈化器接入家庭電路，檔位調為最高檔功率下工作，則此時流過凈化器的電流為多大？
（3）“煙囪”是“發(fā)展”與“盾體．劣質煤炭的燃燒會加重霧霾，某企業(yè)一天要燒掉含硫2%的煤5噸，若對煙塵不做處理，且煤中的硫燃燒后的產物全是二氧化硫，則該“煙囪”一天就會向大氣排放二氧化硫多少千克？
（4）開發(fā)新能源是減少霧霾的關鍵之一．　科研發(fā)展的未來，將會出現以石墨烯電池發(fā)電的環(huán)保汽車．據報道，我國已經推出了世界首款石墨烯基鋰離子電池產品--“烯王”，有望達到這樣驚人的效果：只需充電10分鐘，環(huán)保節(jié)能汽車就有可能行駛1000千米．某環(huán)保節(jié)能汽車行駛時受到的阻力為1000牛，若該車石墨烯電池充電10分鐘，以100千米/時速度勻速行駛，則可以行駛多少小時？勻速行駛時牽引力的功率為多大？

Answer 1

分析 （1）水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據F=G=mg求出其大小．又知受力面積，根據p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（2）利用I=$\frac{P}{U}$計算檔位調為最高檔功率下工作時流過凈化器的電流；
（3）利用含硫2%的煤5t先計算硫的質量，然后利用硫燃燒的化學反應方程式來計算每月生成的SO₂的質量，最后再計算五個月產生的SO₂質量．
（4）已知路程和速度，利用速度公式計算時間；利用二力平衡條件求出牽引力，然后利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算勻速行駛時牽引力的功率．

解答 解：
（1）將空氣凈化器靜止放置在水平地面上，對水平地面的壓力：
F=G=mg=10.5kg×10N/kg=105N，
對水平地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{105N}{210×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（2）由P=UI可得，檔位調為最高檔功率下工作時流過凈化器的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（3）設該“煙囪”一天會向大氣排放二氧化硫的質量為x千克，則：
S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂
    32           64
    5000×2%       x
$\frac{32}{64}$=$\frac{5×1{0}^{3}kg×2%}{x}$，
解得：x=200kg．
（4）由題可知，只需充電10分鐘，環(huán)保節(jié)能汽車可以行駛1000千米，
根據v=$\frac{s}{t}$可得，以100千米/時速度勻速行駛的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000km}{100km/h}$=10h；
因為該車勻速行駛，阻力與牽引力是一對平衡力，
所以牽引力F=f=1000N，
該車勻速行駛時牽引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1000N×100×$\frac{1}{3.6}$m/s≈27777.8W．
故答案為：
（1）5×10⁵；
（2）此時流過凈化器的電流為0.2A；
（3）該“煙囪”一天就會向大氣排放二氧化硫200kg；
（4）可以行駛10h；勻速行駛時牽引力的功率為27777.8W．

點評 此題考查壓強的大小計算、電功率的計算、速度公式及其應用、二力平衡條件及其應用、功率的計算，是一道力學和電學綜合題，同時涉及到化學反應方程式，又是一道跨學科題目，對學生來說有一定的拔高難度，需要同學們能夠全面掌握好各個學科知識．