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计算题
目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分类回收、填埋、堆肥和焚烧4种．我国100万人口以上的大中城市基本上已经具备联合国环境组织（UNEP）规定的垃圾发电成熟期的标准．至今，我国在多个城市已建成近30座垃圾焚烧发电厂．
（1）据报道，2009年我国某市将建成全国最大、世界第三的垃圾焚烧发电厂，日焚烧生活垃圾将达3000t（吨），如果这些垃圾完全燃烧，每天释放的热量Q=1.5×10¹³J如果这些释放的能量的21.6%转化为电能，试计算这座垃圾焚烧发电厂每天发出的电能是多少kW·h？
（2）若按每户居民每天使用3个40W电灯照明5h计算，该垃圾焚烧发电厂每天发的电，可供多少户家庭照明使用？
（3）建立垃圾焚烧发电厂有哪些好处？请写出其中两例：_________．

本题信息：2012年专项题物理计算题难度较难来源:张秀锦
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本试题 “目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分类回收、填埋、堆肥和焚烧4种．我国100万人口以上的大中城市基本上已经具备联合国环境组织（UNEP）规定的垃圾发电成...” 主要考查您对
电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）

有用功和额外功

电功或电能的计算
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电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）
有用功和额外功
电功或电能的计算

发电机：
1．工作原理：如图所示，交流发电机的发电过程就是闭合线圈在磁场中转动，利用电磁感应现象产生感应电流的，所以其发电原理是电磁感应。

2．能量转化：在发电过程中，发电机把机械能转化为电能。

麦克风(话筒) ：
1. 定义：麦克风也叫话筒，它也是一种将振动转换成变化电流的装置。

2. 工作原理：声音是由物体振动产生的，当对着话筒说话时，声音的振动使膜片发生振动，与膜片相连的线圈也随膜片振动的频率而振动，线圈在磁场中运动，能产生感应电流，且电流变化的频率是随声音变化而变化的。即通过电磁感应将声音变成电流。

逆向思维法研究电动机和发电机：
从问题反方向的角度进行研究，即逆向思维法，它是科学探究的重要方法。电动机和发电机都是由线圈和磁体构成，研究问题时注意认清是通电线圈在磁场中受力转动，还是线圈在磁场中做切割磁感线运动。

例小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”.关于该实验，下列说法正确的是( )

A．电风扇发电的原理是电磁感应
B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C．电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D．小灯泡发光是把光能转化为电能

解析：电动机的基本构造与发电机相同，都是由线圈和磁体组成的。当旋转电风扇时，会带动里面的线圈转动，切割磁感线，从而产生电流，这是电磁感应现象，将机械能转化为电能。

答案：A

变压器与电能的输送：
变压器的工作原理是电磁感应，它能将输入变压器的交流电压升高(升压变压器)，也可以降低(降压变压器)。变压器不能改变直流电的电压。从发电厂发出的电能，先经过变压器把电压升高，把高压电输送到远方的用户附近，再经过变压器把电压降低，供给用户使用。由于输电线有电阻，因而在电能的输送过程中，不可避免地有电能损失。在输送功率一定的情况下，由I=P／U可知，提高输电电压能够减小输电电流，又由Q=I²Rt可知在输电线上的发热损失减少。为了减少电能损失，远距离输电要用高电压。

有用功，额外功与总功：

名称	定义	符号	公式	实例
有用功	使用机械做功时对人们有用的功	W_有	W有=Gh	从井中打水时提水所做的功
额外功	对人们没有用但又不得不做的功	W_额	——	从井中打水时提水桶和绳子所做的功
总功	有用功与额外功之和	W_总	W_总=W_有+W_额	从井中打水时手的拉力所做的功

区分有用功和额外功：
区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。例如：用桶将水从水井中提出来，提水是我们需要的，而提桶是不需要，但又不得不做的功，故克服水重做的是有用功，而克服桶重做的是额外功；如果是一只桶掉入水井里，我们要将桶从井中提出来，则克服桶重做的是有用功，而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。

计算有用功，额外功和总功的方法：
1. 总功的计算：
（1）定义法：W_总=Fs
（2）总功等于有用功和额外功之和，即W_总=W_有用+W_额外
（3）公式法：
2. 有用功的计算方法：
（1）定义法：W_有用=Gh
（2）W有用=W_总-W_额外
（3）公式法：
3. 额外功的计算方法：
（1）定义法：
（2）W_额外=W_总-W_有用
（3）公式法：

电功计算基本公式及推导公式（适用于纯电阻电路）：W=UIt，W=I²Rt，W=U²t/R，W=Pt，W=Uq。
电功计算：
1. W=UQ_电电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能

2. W=UIt
我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能（A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路）电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

3. W=Pt
W_电功、P_电功率、t_时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间

W=I²Rt　（纯电阻电路）

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