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初中物理

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    由于降水偏少以及火力发电用煤安排不足等原因,全国大多数省份供电不足,频频跳闸停电,影响居民生活及农业生产.某校为了维持正常教学用电,自购了一台发电机,铭牌上的参数如下表.
    型号 200GF 额定功率 50Hz
    转速 1500r/min 额定电流 400A
    额定功率 200Kw 效率 80%
    请回答下列问题:
    (1)柴油发电机由柴油机和发电机两部分组合而成,工作时的能量转化是:柴油燃烧______能转变为内能,柴油机______冲程中内能转变为机械能,最后通过发电机转化为电能.
    (2)发电机的工作原理是(______)
    A、电流的磁效应;B、电磁感应现象;C、磁场对电流有作用力;D、通电线圈在磁场中转动
    (3)到了夏天,全校50个教室,各个教室要增开“220V  100W”的电风扇4台,学生公寓、教师办公室要增开“220V  0.8kW”的空调机40台,多媒体教室、会议室、计算机房要增开“220V  2.5kW”空调机8台.若其他设备总功率为80kW并照常运行.
    ①试通过计算说明现有发电机能否满足需要.
    ②柴油发电机对学校的环境会造成哪些影响?(至少两点)
    本题信息:2007年崇左物理问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “由于降水偏少以及火力发电用煤安排不足等原因,全国大多数省份供电不足,频频跳闸停电,影响居民生活及农业生产.某校为了维持正常教学用电,自购了一台发电...” 主要考查您对

噪声及来源

电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机)

内燃机的四个冲程

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  • 噪声及来源
  • 电磁感应的应用(动圈式话筒、发电机)
  • 内燃机的四个冲程
噪声定义:
影响人们工作学习休息的声音都称为噪声。对噪声的感受因各人的感觉、习惯等而不同,因此噪声有时是一个主观的感受。一般来说人们将影响人的交谈或思考的环境声音称为噪声。

噪声的来源:
交通噪声
   主要指的是机动车辆、飞机、火车和轮船等交通工具在运行时发出的噪声。这些噪声的噪声源是流动的,干扰范围大。

工业噪声
主要指工业生产劳动中产生的噪声。主要来自机器和高速运转设备。

建筑施工噪声
   主要指建筑施工现场产生的噪声。在施工中要大量使用各种动力机械,要进行挖掘、打洞、搅拌,要频繁地运输材料和构件,从而产生大量噪声。
等效声级施工阶段噪声不得超过下列限值:
1.推土机,挖掘机,装载机等,昼间不超过(A)75分贝,夜间不超过(A)55分贝
2.各种打桩机等,昼间不超过85分贝,否则禁止施工.
3.混凝土搅拌机,振捣棒,电锯等,昼间不超过70分贝,夜间不超过55分贝
4.装修,吊车,升降机等昼间不超过65分贝,夜间不超过55分贝. 以上计权声级均为A级.

社会生活噪声
   主要指人们在商业交易、体育比赛、游行集会、娱乐场所等各种社会活动中产生的喧闹声,以及收录机、电视机、洗衣机等各种家电的嘈杂声,这类噪声一般在80分贝以下。如洗衣机、缝纫机噪声为50--80分贝,电风扇的噪声为30~65分贝,空调机、电视机为70分贝。

发动机噪声
   发动机噪声主要包括燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声、冷却风扇及其他部件发出的噪声。 燃烧噪声是在可燃混合气体燃烧时,因气缸内气体压力急剧上升冲击发动机各部件,使之振动而产生的噪声。柴油中的十六烷值不合适或喷油时间过于提前,会引起发动机工作粗暴,使噪声急剧增大。汽油机由于过热、汽油品质不良和点火提前角过大等原因造成高频爆炸声、敲缸。   
    发动机内部的燃烧过程和结构振动所产生的噪声,是通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接结构的振动向大气辐射的,因此称为发动机表面噪声。根据发动机表面噪声产生的机理,又可分为燃烧噪声和机械噪声。

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。
内燃机、冲程及工作循环
1.内燃机:燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机,内燃机分为汽油机和柴油机。它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧,从而使燃烧更充分,热损失更小,热效率较高,内能利用率较大。

2.冲程:活塞在汽缸内住复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。

3.工作原理:四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。四个冲程为一个工作循环,在一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动两周,四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸;
(2)压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩;
(3)做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功;
(4)排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。(如下四个冲程的示意图) 。



 汽油机的工作过程
进气阀开关 排气阀开关 活塞运动 曲轴运动 冲程作用 能量的转化
吸气冲程 向下 半周 吸入汽油和空气的混合物 ——
压缩冲程 向上 半周 燃料混合物被压缩,温度升高,压强增大 机械能→内能
做功冲程 向下 半周 燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴对外做功 内能→机械能
排气冲程 向上 半周 排除废气 ——
说明 一个工作循环中,有两次内能与机械能的转化:压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能

柴油机和汽油机的区别:
汽油机 柴油机
构造不同 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
燃料不同 汽油 柴油
吸气冲程 汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物 柴油机在吸气冲程中只吸入空气
点火方式 压缩冲程末,火花 塞产生电火花点燃燃料,称为点燃式 压缩冲程末,喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃,称为压燃式
效率 效率低20%一30% 效率高30%~45%
应用 自重轻便,主要用于汽车、飞机、摩托车等 机体笨重,主要用于载重汽车、火车、轮船等

区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法:
区分汽油机和柴油机时,要从构造上区别,有喷油嘴的是柴油机,有火花塞的是汽油机,一要看进气门、排气门的开闭状态,二要看活塞的运动方向,在此基础上进行综合分析。判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向,具体情况如表所示:
冲程 进气门 排气门 活塞运动方向
吸气冲程 打开 关闭 向下运动
压缩冲程 关闭 关闭 向上运动
做功冲程 关闭 关闭 向下运动
排气冲程 关闭 打开 向上运动