随着我国各大电网互联,发生短路故障后系统短路电流巨大,而且短路电流波及范围扩大,超导限流器这种电力设备应运而生,可以限制电网的短路电流水平、减少短路电流对电网的冲击,隔断电网短路电流的传播,维护电网的稳定。它的电阻R随电流I变化关系如图所示。如图为35千伏/90兆瓦超导限流器,接入电网的示意图。⑴ 当电路中的电流为2kA时,电路中用电器消耗的功率是多大?⑵ 为使用电器短路后电路能保持稳定状态,R0应满足什么条件?⑶ 在R0满足条件时,有人把超导限流器称为“不断电保险丝”,请你说明理由。
太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一,如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图,某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为 2 m 2 , 1 m 2 面积上 1 h 接收到的太阳能平均为 2 . 52 × 10 6 J ,若阳光照射该热水器 5 h ,可以使质量为 80 kg 的水温度升高 30 ° C , [ c = 4 . 2 × 10 3 J / ( kg · ° C ) , q 干木柴 = 1 . 2 × 10 7 J / kg ] ,求:
(1)水吸收的热量。
(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)。
(3)该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。
如图所示, R 0 、 R x 为定值电阻,其中 R 0 = 10 Ω .开关 S 断开时,电流表的示数为 0 . 6 A ;开关 S 闭合时,电流表的示数为 0 . 8 A .若电源电压不变。求:
(1)电源电压;
(2)电阻 R x 的阻值:
(3)开关 S 闭合时,通电 1 min ,电阻 R x 产生的热量。
小明家新买来一台容积为 80 L 的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后,尝试估测该热水器的热效率,他把“进水量”设置为 40 L ,“出水温度”设置为 40 ° C 后,开始加热。当水温达到 40 ° C 时,自动停止加热。已知当时自来水的温度是 20 ° C ,加热前天然气表的示数为 129 . 96 m 3 ,停止加热后变为 130 . 06 m 3 ,天然气的热值 q 天然气 = 4 . 2 × 10 7 J / m 3 ,水的比热容 c 水 = 4 . 2 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C} , 1 L = 10 − 3 m 3 .求:
(1)水箱中水的质量;
(2)水箱中水吸收的热量;
(3)该热水器的热效率。
如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为 200 c m 2 ,未装水时的质量为 0 . 2 kg 。容器盛水后水面的高度为 15 cm ,容器对桌面的压强为 1 . 1 × 10 3 Pa ,求水对容器向上的压力。(已知 ρ 水 = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3 , g 取 10 N / kg ,忽略容器壁的厚度)
如图所示电路,电阻 R ' 的阻值为 50 Ω ,滑动变阻器 R 的最大阻值为 100 Ω ,电源电压 10 V 保持不变,闭合开关,求:
(1)当 P 移至 a 端时,电阻 R ' 消耗的功率;
(2)当 P 移至 b 端时,电路中的电流大小和通电 2 min 产生的热量。