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6. (4分)据公安部2024年7月8日发布的统计数据,成都以超600万辆的汽车保有量位居全国第一。小成家里新购置了一台新能源汽车,元旦节全家自驾游玩。
(1)汽车在平直的公路上匀速行驶时,小成看到仪表盘显示“16 kW·h/100 km”(如图甲所示)。小成爸爸踩刹车减速,小成惊讶地发现仪表盘显示“-36 kW·h/100 km”(如图乙所示)。汽车的电耗为什么会显示为负数?这是新能源汽车的动能回收功能,电动机可以将车辆减速时的机械能转化为电能并储存于蓄电池中。下列与新能源汽车有关的说法,错误的是。

A. 汽车充电时,电能转化为蓄电池的化学能
B. “16 kW·h/100 km”说明汽车每行驶100 km消耗电能16 kW·h
C. 汽车在加速和刹车过程中,电动机工作情况相同
(2)小成家新能源汽车的电池容量是66 kW·h,他们利用直流快速充电桩以恒定功率进行充电,将电池电量从22%充至80%,用时30 min,则快速充电时的功率为W。
(3)新能源车需要充电,我国每年发电量中大部分来自火力发电,同样会排放二氧化碳等温室气体。在二氧化碳排放方面,新能源车和燃油车谁相对较为环保呢?跨学科实践小组的同学们查询到,国家电网数据显示我国由火力发电获取电能的二氧化碳排放系数约为0.6 kg/(kW·h),即每消耗1 kW·h电能相当于排放0.6 kg二氧化碳。燃油车行驶时的二氧化碳排放系数约为0.4 kg/km,即每行驶1 km相当于排放0.4 kg二氧化碳。小成以自家新能源汽车的电耗“16 kW·h/100 km”计算,每行驶10 km,新能源汽车相当于排放kg二氧化碳。在二氧化碳排放方面,新能源车与燃油车相对较为环保的是车。
(1)汽车在平直的公路上匀速行驶时,小成看到仪表盘显示“16 kW·h/100 km”(如图甲所示)。小成爸爸踩刹车减速,小成惊讶地发现仪表盘显示“-36 kW·h/100 km”(如图乙所示)。汽车的电耗为什么会显示为负数?这是新能源汽车的动能回收功能,电动机可以将车辆减速时的机械能转化为电能并储存于蓄电池中。下列与新能源汽车有关的说法,错误的是。
A. 汽车充电时,电能转化为蓄电池的化学能
B. “16 kW·h/100 km”说明汽车每行驶100 km消耗电能16 kW·h
C. 汽车在加速和刹车过程中,电动机工作情况相同
(2)小成家新能源汽车的电池容量是66 kW·h,他们利用直流快速充电桩以恒定功率进行充电,将电池电量从22%充至80%,用时30 min,则快速充电时的功率为W。
(3)新能源车需要充电,我国每年发电量中大部分来自火力发电,同样会排放二氧化碳等温室气体。在二氧化碳排放方面,新能源车和燃油车谁相对较为环保呢?跨学科实践小组的同学们查询到,国家电网数据显示我国由火力发电获取电能的二氧化碳排放系数约为0.6 kg/(kW·h),即每消耗1 kW·h电能相当于排放0.6 kg二氧化碳。燃油车行驶时的二氧化碳排放系数约为0.4 kg/km,即每行驶1 km相当于排放0.4 kg二氧化碳。小成以自家新能源汽车的电耗“16 kW·h/100 km”计算,每行驶10 km,新能源汽车相当于排放kg二氧化碳。在二氧化碳排放方面,新能源车与燃油车相对较为环保的是车。
答案:
(1)C
(2)
电池充电量:$66×(80\% - 22\%) = 66×0.58 = 38.28\mathrm{kW· h}$,
$P=\frac{W}{t}=\frac{38.28\mathrm{kW· h}}{0.5\mathrm{h}} = 76.56\mathrm{kW}=7.656 × 10^{4}\mathrm{W}$
$7.656 × 10^{4}$
(3)
新能源汽车每$10\mathrm{km}$耗电量:$\frac{16}{100}×10 = 1.6\mathrm{kW· h}$,
二氧化碳排放量:$1.6×0.6 = 0.96\mathrm{kg}$,
新能源车
(1)C
(2)
电池充电量:$66×(80\% - 22\%) = 66×0.58 = 38.28\mathrm{kW· h}$,
$P=\frac{W}{t}=\frac{38.28\mathrm{kW· h}}{0.5\mathrm{h}} = 76.56\mathrm{kW}=7.656 × 10^{4}\mathrm{W}$
$7.656 × 10^{4}$
(3)
新能源汽车每$10\mathrm{km}$耗电量:$\frac{16}{100}×10 = 1.6\mathrm{kW· h}$,
二氧化碳排放量:$1.6×0.6 = 0.96\mathrm{kg}$,
新能源车
7. (6分)小睿的电学实验箱里有许多电路元件,他选择了一些元件连接成不同的电路进行探究。小睿先用阻值为10 Ω的定值电阻$R_0$和滑动变阻器R连成部分电路,如图甲所示。他接着用不同的电源和其他电路元件按表中的方式连接电路,闭合开关并调整滑片P的位置,电表的示数如表中所示。图乙为按方式2连接时电压表示数随滑动变阻器阻值变化的图象。请你分析电路的连接方式(可画图说明),并求:


(1)连接方式1中通过$R_0$的电流;
(2)连接方式2中电源2的电压;
(3)选择电源1或电源2,将$R_0$和R以某种方式重新连接电路。闭合开关,将滑片P调至某一位置,此时电路的总电功率为1.5 W,则滑动变阻器R接入电路的阻值。

(1)连接方式1中通过$R_0$的电流;
(2)连接方式2中电源2的电压;
(3)选择电源1或电源2,将$R_0$和R以某种方式重新连接电路。闭合开关,将滑片P调至某一位置,此时电路的总电功率为1.5 W,则滑动变阻器R接入电路的阻值。
答案:
(1)
连接方式1中,ab间电源1、开关,bc间导线短路R,ac间电压表测R₀电压。
$I = \frac{U}{R_0} = \frac{3\, V}{10\,\Omega} = 0.3\, A$
(2)
连接方式2中,R₀与R串联,电压表测R电压。设电源2电压为U,由图乙:
当$R=R_1$时,$U_R=1.5\, V$,则$\frac{U · R_1}{R_0 + R_1} = 1.5\, V$;
当$R=2.5R_1$时,$U_R=2.5\, V$,则$\frac{U · 2.5R_1}{R_0 + 2.5R_1} = 2.5\, V$。
联立解得$U=4.5\, V$
(3)
情况1:选电源1(3V),R₀与R并联
$P = \frac{U^2}{R_{ 总}}$,$R_{ 总} = \frac{U^2}{P} = \frac{9}{1.5} = 6\,\Omega$
$\frac{1}{R_{ 总}} = \frac{1}{R_0} + \frac{1}{R}$,$\frac{1}{6} = \frac{1}{10} + \frac{1}{R}$,解得$R=15\,\Omega$
情况2:选电源2(4.5V),R₀与R串联
$P = \frac{U^2}{R_0 + R}$,$R_0 + R = \frac{U^2}{P} = \frac{20.25}{1.5} = 13.5\,\Omega$
$R = 13.5\,\Omega - 10\,\Omega = 3.5\,\Omega$
答案
(1) $0.3\, A$
(2) $4.5\, V$
(3) $15\,\Omega$ 或 $3.5\,\Omega$
(1)
连接方式1中,ab间电源1、开关,bc间导线短路R,ac间电压表测R₀电压。
$I = \frac{U}{R_0} = \frac{3\, V}{10\,\Omega} = 0.3\, A$
(2)
连接方式2中,R₀与R串联,电压表测R电压。设电源2电压为U,由图乙:
当$R=R_1$时,$U_R=1.5\, V$,则$\frac{U · R_1}{R_0 + R_1} = 1.5\, V$;
当$R=2.5R_1$时,$U_R=2.5\, V$,则$\frac{U · 2.5R_1}{R_0 + 2.5R_1} = 2.5\, V$。
联立解得$U=4.5\, V$
(3)
情况1:选电源1(3V),R₀与R并联
$P = \frac{U^2}{R_{ 总}}$,$R_{ 总} = \frac{U^2}{P} = \frac{9}{1.5} = 6\,\Omega$
$\frac{1}{R_{ 总}} = \frac{1}{R_0} + \frac{1}{R}$,$\frac{1}{6} = \frac{1}{10} + \frac{1}{R}$,解得$R=15\,\Omega$
情况2:选电源2(4.5V),R₀与R串联
$P = \frac{U^2}{R_0 + R}$,$R_0 + R = \frac{U^2}{P} = \frac{20.25}{1.5} = 13.5\,\Omega$
$R = 13.5\,\Omega - 10\,\Omega = 3.5\,\Omega$
答案
(1) $0.3\, A$
(2) $4.5\, V$
(3) $15\,\Omega$ 或 $3.5\,\Omega$
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