“重力電燈”是一種依靠重力做功產生電能的環保型電源，如圖，在使用過程中，首先由人將沙袋舉高，使人的生物能轉化...

問題詳情：

 “重力電燈”是一種依靠重力做功產生電能的環保型電源，如圖，在使用過程中，首先由人將沙袋舉高，使人的生物能轉化為沙袋的重力勢能，然後沙袋通過減速器勻速下落帶動發電機發電，點亮燈泡．

（1）發電機是“重力電燈”的核心部件之一，發電機的線圈在磁場中　　　　　　磁感線產生電流，這種電流是電　　　　　　（選填“直流”或“交流”）．發電的過程屬於　　　　　　（選填“電生磁”或“磁生電”），這個過程將　　　　　　能轉化為電能．

（2）“重力電燈”燈泡的額定功率為1W，額定電壓為2V，則該燈泡正常工作時電流為　　　　　　 A，它工作　　　　　　 h消耗0.01度的電能．

（3）將一個重為400N的沙袋舉高1.8m後從靜止開始釋放至落地，重力做功　　　　　　 J，調節減速器，讓沙袋勻速下落，且沙袋下落過程中重力勢能減小量的80%轉化為燈泡的電能，此時發電機的輸出電壓恰為燈泡的額定電壓，則一次舉高沙袋能讓額定功率為1W燈泡正常發光　　　　　　s．此時沙袋通過減速器勻速下落的速度為　　　　　　m/s．

【回答】

【考點】電磁感應；電功率與電能、時間的關係；電功率與電壓、電流的關係．

【分析】（1）產生感應電流的關鍵是：閉合電路的部分導體，做切割磁感線運動；當發電機中沒有換向器時，產生的電流為交流電；

根據消耗的能量和得到的能量得出能量的轉化；

（2）根據P=UI的變形公式可求出燈泡正常工作時的電流；由W=Pt即可求出消耗0.01度電所用的時間；

（3）根據W=Gh即可求出重力做的功；根據機械效率和W=Pt即可求出燈泡工作的時間；根據速度公式即可求出沙袋下落的速度．

【解答】解：（1）發電機的線圈在磁場中切割磁感線產生電流，由於沒有換向器，因此這種電流是交流電；發電的過程屬於磁生電，這個過程消耗了機械能，得到了電能，因此將機械能轉化為電能．

（2）由P=UI可得，燈泡正常工作時的電流：I===0.5A；

由W=Pt可得，消耗0.01度的電能，燈泡工作的時間：t===10h；

（3）重力做的功：W′=Gh=400N×1.8m=720J；

由ηW′=Pt可得：

80%×720J=1W×t

t==576s；

沙袋通過減速器勻速下落的速度：v===3.125×10﹣3m/s．

故*為：（1）切割；交流；磁生電；機械；（2）0.5；10；（3）720；576；3.125×10﹣3．

知識點：九年級下

題型：綜合題