Question

【題目】倫敦設(shè)計(jì)與創(chuàng)新組織Deeiwatt設(shè)計(jì)了一種靠重力發(fā)電的重力燈，以替代部分不發(fā)達(dá)地區(qū)仍在使用的煤油燈．如圖所示，將18kg的重物掛在繩端，重物距地面2m高；松手后，在0.5h時(shí)間內(nèi)勻速下落著地，重物下落時(shí)拉動(dòng)繩子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使3只規(guī)格均為“1.5V 0.05W”的小燈泡正常發(fā)光，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg，求：

（1）重物下落到地面的過(guò)程中，重力做的總功；

（2）重物下落到地面的過(guò)程中，重力做功的功率；

（3）該裝置把重力做的功轉(zhuǎn)化為電能的效率．

Answer 1

【答案】（1）重物下落到地面的過(guò)程中，重力做的總功為360J；

（2）重物下落到地面的過(guò)程中，重力做功的功率為0.2W；

（3）該裝置把重力做的功轉(zhuǎn)化為電能的效率為75%

【解析】

試題分析：（1）知道重物的質(zhì)量和下降的高度，根據(jù)W=Gh可求得重力做的總功；

（2）知道重物的質(zhì)量和下降的高度以及下落時(shí)間，根據(jù)P=求出重物下落過(guò)程中重力做功的功率；

（3）三只燈泡正常發(fā)光時(shí)的總功率等于三只燈泡額定功率之和，根據(jù)η=×100%=×100%=×100%求出該裝置把重力做的功轉(zhuǎn)化為電能的效率．

解：（1）重力做的總功：W=Gh=mgh=18kg×10N/kg×2m=360J

（2）重物下落過(guò)程中重力做功的功率：

P===0.2W；

（3）3只燈泡正常發(fā)光時(shí)的總功率：

P電=3×0.05W=0.15W，

裝置把重力做的功轉(zhuǎn)化為電能的效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=75%．

答：（1）重物下落到地面的過(guò)程中，重力做的總功為360J；

（2）重物下落到地面的過(guò)程中，重力做功的功率為0.2W；

（3）該裝置把重力做的功轉(zhuǎn)化為電能的效率為75%．