Question

【題目】閱讀短文，回答問題．

如圖甲所示是一艘智能太陽能混合動力游船，它的動力系統(tǒng)由太陽能電池組和柴油 發(fā)電機組組成．游船照明采用節(jié)能燈和LED燈．船滿載時的排水量為60t．航行中，船載能量管理系統(tǒng)按乙表中航行速度要求自動識別并切換動力系統(tǒng)．船的航行速度簡稱航速，單位為“節(jié)”，用kn表示．

（1）太陽能是_________能源（可再生/不可再生）；船在采用純電池模式航行時，將______能轉化為機械能能．

（2）滿載的游船，當部分游客下船后，船底受到水的壓強將__________（增大/減小/不變）．

（3）船上照明電路中用到了恒流電阻，它的電流與電壓關系如圖丙所示．當恒流電阻兩端的電壓由0V增大到4V的過程中，它的電阻_________（不變/減小/增大）.若將它與一只標有“3.2V 0.3A”的LED（發(fā)光二極管）一起接到電壓為4V的電源上，要使LED正常工作，則應將它們______聯(lián)到電路中；若該電路中的電源電壓可調，則電源電壓在__________范圍內變化，它們都能正常工作．

（4）已知船航行時，所受的阻力與航速的平方成正比（即f=kv2，其中k為常數(shù)）．若在柴電和純電池供電模式下，游船以最大航速航行時所受的阻力分別為f1、f2，則f1與f2的比值是_____________；當游船以純電池模式航行時，動力系統(tǒng)的最大功率是_________kW．（設船做勻速直線運動）

Answer 1

【答案】 可再生 電 減小 變大 串 3.2V-7.2V 4：1 37.5

【解析】（1）太陽能可以源源不斷的獲得，是可以再生的，所以它是可再生能源；

船在采用純電池模式航行時，消耗電能，得到機械能，所以是將電能轉化為機械能的過程；

（2）游船漂浮在水面上，受到的浮力和自身重力相等，當部分游客下船后，重力減小，游船受到的浮力減小。由F浮=ρgV排可知，排開水的體積減小，船底所處的深度減小，根據(jù)p=ρgh可知，船底受到水的壓強將減小。

（3）由圖象丙可知，．當恒流電阻兩端的電壓由0V增大到4V的過程中，電阻兩端的電壓增大時通過的電流不變，由的變形式可知，恒流電阻的阻值增大；

LED燈正常發(fā)光時的電壓為3.2V，用4V的電源給LED燈供電時，要使其正常發(fā)光應與恒流電阻串聯(lián)分壓，LED正常發(fā)光時的電壓為3.2V，通過的電流為0.3A。由圖丙可知，通過

恒流電阻的電流為0.3A時，其兩端的電壓范圍為0~4V。

由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電源的電壓變化范圍為3.2V~7.2V；

（4）由表格數(shù)據(jù)可知，在柴電供電模式下的最大航速v1=8kn，在純電池供電模式下的最大航速v2=4kn，

已知船航行時，所受的阻力與航速的平方成正比，

所以；

因為船做勻速直線運動時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力。所以，由可得，兩種情況下動力系統(tǒng)的最大功率之比：

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則游船以純電池模式航行時，動力系統(tǒng)的最大功率：

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