Question

6．如圖是某科學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)制作的“重力電燈”．在使用過程中，首先將質(zhì)量為1kg的物體舉高，然后物體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，其發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
（2）某次下落過程中，當(dāng)物體離地150cm時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)15秒落地，求物體下落的速度為多少？
（3）物體從離地150cm處下落至地面的過程中，重力做功為多少？
（4）物體勻速下落過程中，重力勢(shì)能減小量的75%轉(zhuǎn)化為燈泡的電能，恰好可以使額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光，小燈泡正常工作時(shí)電流為多少？

Answer 1

分析 （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的關(guān)鍵是：閉合電路的部分導(dǎo)體，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$算出物體下落的速度；
（3）根據(jù)W=Gh即可求出重力做的功；
（4）根據(jù)機(jī)械效率和W=UIt即可求出燈泡工作的電流．

解答 解：（1）發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；
（2）s=150cm=1.5m
物體下落的速度為：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1.5m}{15s}$=0.1m/s；
（3）重力做功為：W_重力=Gh=mgh=1kg×10N/kg×1.5m=15J；
（4）重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成燈泡電能為：W_電=75%W_重力=75%×15J=11.25J，
根據(jù)W=UIt得出
小燈泡正常工作時(shí)電流為：I=$\frac{W}{Ut}$=$\frac{11.25J}{2.5V×15s}$=0.3A．
故答案為：（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象；
（2）物體下落的速度為0.1m/s；
（3）物體從離地150cm處下落至地面的過程中，重力做功為15J；’
（4）小燈泡正常工作時(shí)電流為0.3A．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查發(fā)電機(jī)原理、速度、功、電功計(jì)算公式的應(yīng)用；涉及的內(nèi)容較多，但都屬于基礎(chǔ)知識(shí)考查范圍．