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第三部分跨学科实践
马实践1)调研我国新能源汽车的发展
实践2》设计安全用电科普活动
1.近年来,我国新能源汽车快速发展.与燃油汽
2.电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点
车相比,新能源汽车有哪些优势呢?下面我们
备受大家喜爱,然而电动车带来的安全问题也
一起搜集整理相关信息,了解我国新能源汽车
很严重.小明和学习小组同学展开了:“安全的
的发展,
电动车”学习活动,请你帮助完成下列内容:
任务一:查阅并整理资料
【项目分解】
(1)小明经过网络查阅资料和生活经验了解
(1)了解电动车上的安全措施
到,汽车的分类有燃油汽车、新能源汽车等,其
(2)了解生活中电动车的安全使用
中燃油汽车的热机常见类型有
和
【项目实施】
(1)了解“安全头盔”.为进一步提升摩托车
任务二:通过资料查阅和实际考查分析对比
电动自行车骑乘人员的安全防护水平,有效减
(2)一辆燃油汽车在平直公路上匀速直线行
少交通事故死亡人数,公安部交通管理局在全
驶了2.3km,消耗了0.3kg的汽油,已知汽车
国开展“一盔一带”安全守护行动.平时将头
行驶过程中受到的阻力恒为1500N,汽油的
盔锁在前篓里,先转动钥匙并取出头盔戴上
热值9汽油=4.6×10'J/kg,求汽车发动机的
(相当于闭合S,),再转动电动车钥匙(相当于
效率.
闭合S2),车才能正常启动.下列电路图符合
(3)某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在
要求的是
平直公路上匀速行驶了92km,消耗燃油5kg,
行驶时汽车所受牵引力恒为1000N.此过程
S
中,蓄电池储存的能量由满电的30%增大至
o电源。
o电源。
满电的70%.求测试过程中的能量利用率(指
A
B
汽车有效利用的能量与汽车消耗的燃料完全
燃烧释放的能量之比).(燃油热值g=4.4×
10'J/kg,满电时电池储存能量4.5×10'J)
52
任务三:交流评价
o电源。
(4)对比燃油汽车和油电混动汽车的效率,请
o电源。
0
以“践行低碳生活,实现可持续发展”为理念,
(2)了解“蓄电池”,电池说明书上的部分内
写出一条有用的措施
容:额定电压:36V,“电池容量10A·h”,则
蓄电池充满电能储存
(3)了解电动自行车充电口存在安全隐患.如
图甲是电动车的充电插口,内有金属插脚,有
孩子把一枚硬币塞入充电口的两个金属插脚
之间,结果硬币冒出火花,孩子的手指被严重
烧伤,原因是电路发生
故障.人们要
改进充电口设计,防止此类事故发生,
定
充
示
器
电动车充电口
定时自动充电器
甲
乙
第2题图
单元期末大练考物理(HK)九年级全一册
37
【项目拓展】
常用电器
电视机洗衣机
空调
电脑
(1)优化充电系统.电动自行车电池不能长时
数量(台)
1
1
2
间充电,为了电动自行车的充电安全,小组设
待机功耗
计了如图乙所示的定时充电器.用定时器控制
10
2
3
10
(W/台)
充电时间,当定时器中有电流通过时,充电就
会被断开.针对该充电器的设计方案,下面说
(2)讨论该如何节约用电
实践小组的同学认为,节约用电应该从点滴做
法正确的是
起,以下措施切实可行.
A.充电时,定时器与充电器串联
①随手关灯:根据公式W=Pt可知,这样可以
B.充电时,定时器在电路中相当于一根导线
节约用电的理由是
C.停止充电时充电器在电路中处于被短路
②不让用电器处于待机状态,
状态
③尽量使用节能灯.根据公式W=Pt可知,这样
D.如果在b处安装一个开关S,断开此开关则
可以节约用电的理由是
停止充电
实践小组同学所在的学校共有电灯300盏,都
(2)近年来,电动车充电不当引起的火灾时有
是60W的日光灯,如果都改用20W的节能
发生,为保护人民群众的生命财产安全,各地
灯,按平均每天用电4h,则该学校更换节能灯
都加强了对电动车停放和充电的整治.以下规
后一天可节约用电
kW·h.
【项目拓展】
定和做法违背安全用电原则的是
(1)阶梯电价、分时电价等计费方式也会大大
A.严禁电动车进楼入户停放和充电
提高人们节约用电的意识.为了提高大家的节
B.电线着火时应迅速泼水浇灭火焰
约用电意识,某城市实施分时电价,具体方案
C.充电线绝缘皮破损后不能继续使用
如下表:
实践3》设计一个节能方案
用电时段
时段范围
电价
3.在跨学科实践课上,某小组同学开展了“节约
高峰期
第-天8:00~21:000.55元/kW·h
一度电”的项目化学习活动.下面是该小组同
低谷期21:00~第二天8:000.30元/kW·h
学实践的过程,请帮助完成下列内容:
小华留心观察了一下自家电能表,分别记录了
【项目分解】
她家第一天早8:00,晚21:00和第二天早8:00
(1)收集生活中浪费电的现象
这三个时刻的读数,如图所示.则她家这一天
(2)讨论该如何节约用电
应付电费
元
【项目实施】
24552463回
(1)收集生活中浪费电的现象
第一天早8:00
第一天晚21:00
同学们了解到,家里和学校教室里的电灯不能
2467回
及时关掉,是一种很普遍的浪费电的现象.另
第二天早8:00
外,学校和家庭生活中家电待机耗电问题常常
第3题图
(2)发电厂输送电能若能采用
材料
被忽视,待机通常是指电器关闭遥控器并不关
电缆,可以大大降低由于电流
效应引起
闭电源开关或是没有拔掉电器插头,让电源指
的电能损耗,由南方电网深圳供电局研制的相
示灯一直亮着。
关材料,电缆已在深圳正式投入使用,整个项
实践小组的同学所在城市以家庭为单位约7×
目从设计制造到建设运行,均为自主创新,实
10户,用电器平均每天按待机20h计算,参考
现了关键技术的自主可控,关键装备100%国
下表数据,估算每天该城市家庭用电器待机浪
产化,填补了相关国内技术空白,体现了“大
费电的总量约为
kW·h.
国制造”的工艺水准。
38
单元期末大练考物理(HK)九年级全一册单元期末大练考物理(HK)九年级全一册参考答案及解析
2.解:(1)电池的容量为W=72kW·h,慢充充电时
10m3×1.28×10J/m3=6.4×10"J
长t=12h,所以电动车A的慢充平均功率
(2)“富氧燃烧”条件下,完全燃烧0.31kg的标准
P=平_72kW.h=6kW=6000W
煤放出的热量Q放=mg=0.31kg×2.9×10'J/kg=
t12h
8.99×10°J
(2)两车以相同速度匀速行驶时受到的阻力相同,
煤电转化效率
做的有用功相同
W_1×103×3600」≈409%
电动车的效率1=
W
W有
7=Q=8.99×10J
W
-15×3.6×10J
(3)技术革新之前的煤电转化效率
W有
0.54x10①
7'=40%-4%=36%
每发出1kW·h的电能,需要完全燃烧标准煤放出
汽油的质量m=pV=0.7×103kg/m3×7×10-3m
的热量
=4.9kg
W卷
Qk'=7=1x10x3600J=10J
n'
36%
汽油车的效率2=
mg4.9kg×4.6×10'J/kg
需要完全燃烧标准煤的质量
W有
m'=0熊'
10J
2.254×10②
≈0.345kg
g2.9×10J/kg
比较①②可知:在做相同的有用功时,显然1>72,
则相比应用“富氧燃烧”技术前能节约标准煤的质
故电动车消耗的能量转化为机械能的效率更高
量m”=m'-m=0.345kg-0.31kg=0.035kg
3.解:(1)测得电饭锅在5min内耗电2.64×10J,则
第三部分跨学科实践
电饭锅处于“保温”状态时的功率
Pg=-2610」-8W
1.解:(1)汽油机柴油机
5×60s
(2)汽车沿平直公路匀速行驶,根据二力平衡条件
(2)当开关S断开时,两电阻串联,此时电路的总电
可知,牵引力F,=f=1500N
阻最大,由P-日得,总功率最小,为保温状态;当
牵引力做的功W,=F1s1=1500N×2.3×103m=
3.45×10J
开关S闭合时,只有R,接入电路,电路中总电阻最
消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q微1=9汽油=
小,总功率最大,为加热状态,则R的电阻
0.3kg×4.6×107J/kg=1.38×10'J
02(220V)2
R=Ps=210W=400
汽车发动机的效率”Q
×1009%=3.45×10」
1.38×107J
R1、R2串联时的总电阻
×100%=25%
V=(220v)2
Rs=P保显88W
=5502
(3)该蓄电池充满电后储存的电能W电=4.5×10J
5kg燃油完全燃烧放出的热量
由串联电路的电阻规律得,电阻R,的阻值
Q放2=m'q=5kg×4.4×10'J/kg=2.2×103J
R2=Ra-R1=5502-400=5102
汽车匀速运动时牵引力做的功
(3)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t)=4.2×
W2=F22=1000N×92×103m=9.2×10'J
103J/(kg·℃)×2.2kg×(100℃-30℃)=
此过程中蓄电池储存的能量由最大值的30%增大
6.468×103J
至最大值的70%,所以蓄电池增加储存的电能W电'
电饭锅正常加热700s消耗的电能
=(70%-30%)×4.5×10J=1.8×10J
W=P加热'=1210W×700s=8.47×103J
该电饭锅的热效率
汽车的能量利用率η=
组×100%-,+W电×
Q放
Q
7=号器×100%-6610
8.47×105J
×100%≈76.4%
1009%=9.2×1,02J+18×10'Jx100%=50%
2.2×103J
<81%
(4)若在城市中短途通勤,且充电条件较好,油电混
故该电饭锅的热效率值没有达到三级能效
动车是更高效、经济的选择;若经常长途驾驶或所
4.解:(1)某风电站1天向电网输送的能量W。=Pt=
在地区充电不便,可选择燃油汽车
105kW×10h=106kW·h
2.【项目实施】(1)A(2)1.296×106(3)短路
全部用于电解水制氢的电能W=W总一W用电=
【项目拓展】(1)C(2)B
10kW·h-8.2×103kW·h=1.8×103kW·h
3.【项目实施】(1)3.92×105(2)①减少通电时间
每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能,则电解
③减小用电器的电功率
48
水制氢的体积V=1.8×10kW·h=5×10m
【项目拓展】(1)5.6(2)超导体热
3.6kW·h
产生的氢气完全燃烧时,释放的热量Q燕=g=5×
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