Question

18．國慶放假期間，小明一家去農(nóng)莊休閑旅游．

（1）細心地小明發(fā)現(xiàn)，進入農(nóng)莊的路口安裝了帶有太陽能電池板的警示燈，如圖甲所示．白天，太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能并儲存起來，提供給LED燈；
（2）進入賓館房間，將房卡插入槽中，房間內(nèi)的用電器才能使用，如圖乙所示，房卡的作用相當于電路元件中的開關(guān)．房間里提供有路由器，如圖丙，路由器是一種支持有線和無線連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過后排的接口可以同時連接多臺電腦獨立工作，各接口之間是并聯(lián)（選填“串聯(lián)”、“并聯(lián)”）的，判斷的依據(jù)是用電器之間獨立工作互不影響．
（3）小明還發(fā)現(xiàn)房門口裝有開關(guān)S₁，床頭裝有開關(guān)S₂，這兩個開關(guān)都能單獨控制房間的吊燈，圖丁中的電路圖能符合這一要求的是C．
（4）小明看到房間內(nèi)使用的是燃氣熱水器，想測試一下該熱水器的效率．他先設(shè)置熱水器輸出熱水的溫度為40℃，熱水出水流量是5kg/min，已知當時自來水的溫度是15℃，天然氣的熱值為3.2×10⁷J/m³，接通熱水器的工作開關(guān)8min后停止工作，此時觀察天然氣表共用了0.15m³的天然氣，則該熱水器的實際效率是多少？

Answer 1

分析 （1）太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能；
（2）開關(guān)的作用是控制電路的通斷，串聯(lián)電路中開關(guān)控制所有用電器，并聯(lián)電路中干路的開關(guān)控制所有用電器，支路的開關(guān)控制本支路用電器；串聯(lián)電路各用電器工作情況互相影響，并聯(lián)電路各用電器工作情況互不影響．
（3）任意一個開關(guān)均可以開燈、關(guān)燈，說明任何一個開關(guān)閉合時，燈泡都亮，任何一個開關(guān)斷開時燈泡都滅．據(jù)此分析判斷．
（4）先求出水吸收的熱量和燃氣放出的熱量，再利用效率公式求出效率．

解答 解：（1）白天，太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，并儲存起來；
（2）房卡可以控制用電器的工作，不插入插槽中，所有房間內(nèi)的用電器都不工作，所以房卡相當家庭電路的開關(guān)；房間里的電視機和電燈工作時互不影響，所以是并聯(lián)的；
（3）A、兩開關(guān)串聯(lián)，只有當兩開關(guān)同時閉合時吊燈才發(fā)光，不符合題意；
B、兩開關(guān)并聯(lián)，每一個開關(guān)都可以單獨控制吊燈，但兩者不能相互控制，不符合題意；
C、S₁和S₂為單刀雙擲開關(guān)，S₁向右擲時燈泡不發(fā)光，S₁向左擲時燈泡發(fā)光；S₂向右擲時燈泡發(fā)光，S₂向左擲時燈泡不發(fā)光，任意一個開關(guān)都可以開燈、關(guān)燈，符合題意；
D、當兩開關(guān)都向左時，會出現(xiàn)電源短路，不符合安全用電的原則，不符合題意；
故選C．
（4）水吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4200J/（kg•℃）×5kg/min×8min×（40℃-15℃）
=525000J
天然氣燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=0.15m³×3.2×10⁷J/m³=4800000J
故實際效率為：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{525000J}{4800000J}$×100%≈10.9%．
故答案為：（1）太陽；電能；
（2）開關(guān)；并聯(lián)；用電器之間獨立工作互不影響；
（3）C；
（4）該熱水器的實際效率是10.9%．

點評 此題為一道綜合大題，考查了學(xué)生對于能量的轉(zhuǎn)化、電路的分析、物質(zhì)吸熱、燃料放熱以及效率的理解和掌握，熟悉各知識點是解題關(guān)鍵．