专题提升十 功和能的综合应用
1.[2014·玉林]下列对能量转化的描述不正确的是 ( B )
A.摩擦生热属于机械能转化为内能
B.发电机工作属于电能转化为机械能
C.光合作用属于光能转化为化学能
D.蓄电池充电属于电能转化为化学能
2.[2015·潍坊]如图Z10-11所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,原长时右端在N点。小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点。则 ( A )
图Z10-11
A. 小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B. 小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C. 小物块从N向M运动过程中,动能增加
D. 弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最小
3.在排球运动中,跳发球是最具威力的发球方式,其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程,其中运动员对排球做功的过程有 ( C )
A.抛球与腾空 B.腾空与击球
C.击球与抛球 D.落地与腾空
4.[2014·哈尔滨]如图Z10-12所示的电路中,S1闭合,S2断开时,甲、乙是电流表,I甲∶I乙=1∶3,此时电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P2,则下列说法正确的是 ( D )
图Z10-12
A.电阻大小之比R1∶R2=2∶1
B.当S1闭合S2断开时,通过R1和R2电流之比为I1∶I2=1∶2
C.Sl、S2闭合时,甲、乙电压表示数之比U甲∶U乙=3∶1
D.总功率之比P1∶P2=9∶2
【解析】 当S1闭合S2断开时,R1、R2并联,甲测R2支路电流,乙测干路电流,则I甲=I2,I乙=I1+I2,∵I甲∶I乙=1∶3,∴I2∶(I1+I2)=1∶3,∴I1∶I2=2∶1,∴R1∶R2=1∶2。当S1、S2都闭合时,甲、乙都是电压表,R1、R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,∵串联电路中电流处处相等,∴根据欧姆定律得:甲电压表示数U甲′=I(R1+R2),乙电压表示数U乙′=IR2,∴U甲′:U乙′=I(R1+R2)∶IR2=(R1+R2)∶R2=3∶2。又∵P1=+,P2=,∴P1∶P2==(R1+R2)2∶R1R2=9∶2。
5.在测“3.8V”小灯泡电功率实验中:
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图实物连接完整。
图Z10-13
【答案】 如答图所示。
第5(1)题答图
(2)电路正确连接后,闭合开关,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能是__灯泡断路__。
(3)排除故障后,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为__0.3__A,灯泡额定功率为__1.14__W。
(4)下列电路中(R阻值已知),无电压表也能测出该灯泡额定功率的是__C__。
【解析】 因为没有电压表,所以应将电阻与灯泡并联,要得知小灯泡正常发光,必须使灯泡两端的电压等于3.8V,根据并联电路的电压相等,当电阻两端的电压为3.8V时,通过它的电流为I=3.8V/R,所以电流表的接法中要求既能直接单独测出电阻的电流,又能间接测出通过灯泡的电流。
6.压路机是一种利用碾轮的碾压作用,使土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械,广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104kg,发动机的额定功率为120kW,g取10N/kg。求:
(1)压路机在沥青路面辗压时,压路机对水平路面的压强为2×105Pa,压路机对水平路面的压力为多少牛?压路机与路面的接触面积为多少?
(2)该压路机发动机正常工作,压路机在沥青路面上行驶500s,发动机所做的功为多少焦?
(3)该压路机发动机正常工作,压路机在水平地面以4m/s的速度匀速直线行驶,则压路机的牵引力为多少牛?压路机受到的阻力为多少牛?
【答案】 (1)3×105N 1.5m2 (2)6×107J
(3)3×104N f=F=3×104N
【解析】 (1)压路机对路面的压力:F=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N,根据p=F/S,压路机与路面的接触面积:S=F/p=3×105N/(2×105Pa)=1.5m2。
(2)发动机所做的功:W=Pt=1.2×105W×500s=6×107J。
(3)根据P=Fv,压路机的牵引力:F=P/v=1.2×105W/4m/s=3×104N,根据二力平衡条件压路机受到的阻力:f=F=3×104N。
专题提升十 功和能的综合应用
1.[2015·泰安]下列物理现象中,属于通过做功途径改变物体内能的是 ( C )
A.冬天晒太阳人会感到暖和
B.饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C.锯木头时锯条会变热
D.烧红的铁块放入水中会变凉
2.[2015·聊城]如图Z10-1所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,一段时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是 ( D )
图Z10-1
A.滚摆下降时,重力势能减小,动能减小
B.滚摆到最低点后又上升,重力势能转化为动能
C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能减小
3.[2016?预测]如图Z10-2所示,小球从左端由静止释放,在左右摆动过程中,不计空气阻力,则 ( D )
图Z10-2
A.从最高点运动到最低点的过程中,一部分重力势能转化为动能
B.从最低点运动到最高点的过程,一部分动能转化为重力势能
C.左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D.左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
【解析】 小球从最高点运动到最低点的过程,质量不变,高度降到最低,重力势能最小,速度达到最大,动能最大,所以不计空气阻力时,重力势能全部转化为动能;小球从最低点运动到最高点的过程,质量不变,高度升高到最高,重力势能最大,速度最小,动能最小,所以不计空气阻力时,动能全部转化为重力势能。
4.[2014·盐城]体重相同的小红和小田从一楼爬到五楼,他们同时出发,小红先到,小田后到。此过程中 ( C )
A.小红做功多 B.小田做功多
C.小红的功率大 D.小田的功率大
【解析】 两人做功大小相同,时间少的功率大。
5.某人用力F抬起放在水平地面上的一匀质杠杆AB的B端,F方向始终竖直向上,如图Z10-3所示,则在抬起过程中 ( C )
图Z10-3
A.F逐渐变大 B.F逐渐减小
C.F保持不变 D.无法确定
【解析】 动力臂、阻力臂等比例减少。
6.如图Z10-4所示,用测力计将长杆一端A微微抬离地面,测力计示数是F1;同理,用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面,测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上) ( B )
图Z10-4
A.(F1+F2)/2 B.F1+F2
C.F1/F2 D.F1×F2
【解析】 设长杆的重心距离B处为l,则在A点时:F1·AB=G·l①,在B点时:F2·AB=G·(AB-l)②,由①和②相加得:(F1+F2)·AB=G·AB所以:F1+F2=G。
7.[2015·孝感]如图Z10-5所示,当滑片P置于中点时,小灯泡比正常发光时暗,当滑片P由中点向a端滑动时,下列说法正确的是(灯泡的电阻随温度变化) ( D )
图Z10-5
A.电流表示数变小,小灯泡变亮
B.电压表示数变大,小灯泡变暗
C.电路消耗的总功率不变
D.电压表与电流表示数的比值变大
8.[2014·威海]如图Z10-6所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中不正确的是 ( D )
图Z10-6
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.甲图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3∶2
【解析】 甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9。
9.[2014·泰安]实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图Z10-7所示,则下列选项中有关此小灯泡功率P与 U2或P与I2的图像可能正确的是
( D )
图Z10-7
【解析】 在P-I2图像中图像上某点与原点连线的斜率为电阻R,电阻R又随温度的升高而增大;在P-U2图像中图像上某点与原点连线的斜率为电阻倒数1/R,随温度的升高R增大而1/R应减小。
10.[2015·安顺]氦气球释放后,若它的运动可看成是匀速上升,则上升过程中氦气球的动能__不变__,机械能__增大__。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
11.如图Z10-8所示,质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中,重力做功为__0.2__J;在整个运动过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为__0.12__J。
图Z10-8
【解析】 小球在a处时所具有的机械能和d处时所具有机械能的差量即为小球在运动过程中克服摩擦消耗的机械能。G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N,W=Gh=0.4N×0.5m=0.2J,W′=Gh′=0.4N×(0.5m-0.2m)=0.12J。
12.小华骑自行车下坡时,想到从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢?回家后她找来了小车、秒表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究,如图Z10-9所示。首先对影响小车
图Z10-9
下滑快慢的因素作出以下猜想。
猜想一:与小车的质量有关;
猜想二:与斜面的高度有关;
猜想三:与斜面的长度有关。
(1)根据所学知识,断定猜想二是正确的,依据是__动能是由重力势能转化而来的__。
(2)为了验证猜想一,小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码,分别从斜面的顶端由静止释放,测出下滑的时间。小华测量的结果如下表,她怀疑第三次测量错误,于是重新测量并进行了修正。你认为小华第三次测量时间偏小的原因,除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外,还有一种在操作上存在的问题可能是__小车没有从静止释放__;经过对修正后的数据分析,猜想一是__错误__(选填“正确”或“错误”)的。
实验次数
1
2
3
4
小车内放置钩码的质量m/g
0
50
100
150
时间t/s
2.5
2.5
2.0
2.5
(3)为了验证猜想三,小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放,测出下滑的时间。她通过测量发现下滑的时间不同,于是得出猜想三是正确的。请对小华这一探究作出评价,指出她存在的两个主要问题:
①__改变长度时,没有控制高度一定__;
②__路程不同,不能只通过时间比较运动快慢__。
(4)接着小华又作出“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想,你认为她__不需__(填“需”或“不需”)要对这一猜想进行探究。如需要,说出方案,如不需要,说出原因:__斜面的高度、长度和倾角之间有一定的定量关系__。
13.[2014·盐城]新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图Z10-10图甲所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
图Z10-10
(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)这30min内电饭锅产生的热量。
【答案】 660W 220Ω 9.9×105J
【解析】 (1)S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中总电流最大;由乙图可知此时电流值Imax=3A,则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W。
(2)开关S1断开时,电路中只有R1工作,由乙图可知通过R1的电流值I1=2A。根据并联电路的电流特点可知:电阻R1与R2并联时,I2=Imax-I1=3A-2A=1A,根据欧姆定律得:R2=U/I2=220V/1A=220Ω。
(3)只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W;由乙图可知:t′=10min+(20min-15min)=15min=900s,t″=(15min-10min)+(30min-20min)=15min=900s,则Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J,Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J,所以Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J。
14.已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比,且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落,在落到地面之前都已做匀速直线运动,那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中,其重力的功率之比为 ( D )
A.m1∶m2 B.∶
C.∶ D.∶
【解析】 已知雨滴下落时都做匀速直线运动,所以受的重力和空气阻力是一对平衡力,即f=mg=kv2;再根据公式P= Fv来分析求解。
15.[2015?南京]现有两只小灯泡L1、L2,它们的额定电压分别为2.5V和3.8V。
(1)如图甲所示为小明测定灯泡L1额定功率的实物电路图(不完整)。
①请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;
图Z10-11
【答案】 如答图所示。
第15(1)题答图
②正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到__A__端(选填“A”或“B”)。闭合开关后,移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L1的额定功率为__0.8__W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了灯泡L2的额定功率。图中R为阻值已知的定值电阻,还缺两个开关和一只电表(电流表或电压表),请在虚线框内补上这三个元件的符号使电路完整,实验操作简单。
【答案】 如答图所示。
第15(2)题答图
【解析】 (1)①根据图中电表的正、负接线柱,从电源正极连接开关,滑动变阻器的接线柱要求一上一下地串联在电路中,所以将C或D连到电源负极即可;②为了保护电路,闭合开关前,滑片P应处在使电路中电阻最大位置A端;由乙图可知,电流表使用的是0~0.6A量程,最小刻度为0.02A,示数为0.32A,所以灯泡L1的额定功率:P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
(2)由图可知,R与L2串联,可以通过开关转换测量出灯与R的总电压和灯泡电压,所以左边两虚线框内是开关,右边的是电压表。在电压表测灯泡电压时,移动滑片使电压表示数为3.8V;断开中间开关测出灯与R的总电压,根据串联电路的电压特点计算出R两端电压;由I=U/R,计算出R的电流,即灯泡此时的电流,由P=UI计算灯泡L2的电功率即可。
课件37张PPT。专题提升十 功和能的综合应用1.能的转化和守恒定律(理解)
(1)方向性:能的转化和转移有一定的方向性。
(2)守恒性:能的转化和转移过程中能的总量保持不变。
(3)常见的各种形式的能:太阳能、电能、内能、机械能、化学能等。
2.能的转化的量度——功(理解)
(1)功:能转化的定量表示。机械功的分析计算需注意力和方向的一致性;电流做功就表示电能转化为其他形式的能。
(2)简单机械:使用机械或可以省力,或可以省距离,但不能省功,反而需要多做额外功。
(3)杠杆:分析杠杆问题的核心是杠杆平衡条件。
(4)滑轮与滑轮组:分析滑轮与滑轮组的关键是分析力的方向及力的大小。
(5)斜面:光滑的斜面不计摩擦,不计额外功。使用斜面可以省力,但需费距离。
3.电能
(1)电流做功的实质:电能转化为其他形式的能。
(2)比较灯的亮度:比较灯的实际功率。两盏灯采用串联或并联的不同连接方式,功率的大小关系不同。
①串联电路中:电功率与电阻成正比;
②并联电路中:电功率与电阻成反比。
(3)测额定功率:灯在额定电压下工作时的功率。不能利用不同电压下工作时的多次功率的平均值来测定额定功率。
类型之一 理解能的转化和守恒
[2015·福州]如图Z10-1图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球 ( )D
A.受到的弹力始终不变
B.运动过程动能一直增大
C.运动过程机械能不变
D.在b点时重力等于弹力图Z10-1【解析】 在小球向下运动过程中,受竖直向上的弹簧的弹力,竖直向下的重力。开始时,重力大于弹力,合力向下,小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大,弹力越来越大,当弹力与重力相等时,两力是一对平衡力,合力为零;小球再向下运动,弹力大于重力,合力向上,小球速度减小。由此可见,当重力G与弹力F是一对平衡力时,小球速度最大。
【点悟】 在能的转化或转移中,能的总量保持不变,但不一定机械能总量守恒。
类型之二 理解功和能的分析与计算
[2014·大庆]某一质量为0.05g的雨滴匀速下落,速度为7m/s,匀速下落距离为700m,假设雨滴在下落过程中质量保持不变。
(1)求这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功。
(2)求这段匀速下落过程中重力的功率。
【答案】 (1)0.343J (2)3.43×10-3W 【解析】 (1)重力做功:W=Gh=mgh=0.05×10-3kg×9.8N/kg ×700m=0.343J。
(2)这段匀速下落过程中重力的功率:P=W/t=Gh/t=Gv=mgv=0.05×10-3kg×9.8N/kg×7m/s=3.43×10-3W。
某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图Z10-2所示,表盘上“1600imp/kW·h”表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息,回答下列问题:图Z10-2(1)该同学家上个月共用电多少千瓦时?
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?
(3)若只让一个标有“220V 484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大?(设电热器的电阻不变)
【答案】 (1)95kW·h (2)2200W (3)200V
【解析】 (1)本月消耗的电能:W=12614.6kW·h-12519.6kW·h=95kW·h。
(2)图中“220V”表示这个电能表的额定电压,“10A”表示电能表的额定电流,所以电能表正常工作时的最大功率为:P=UI=220V×10A=2200W。【点悟】 功和功率的计算,包括电能和电功率的计算,是考查的重点,要规范解题。
[2015·河南]在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图10-3图甲所示。放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力变化的关系如图乙所示。已知电源电压为12V,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于2.4V时,机械装置启动,将质量不达标的物品推出传送带,实现自动筛选功能。(g取10N/kg)
(1)当物品随传送带匀速运动时,物品______(选填“受”或“不受”)摩擦力。
(2)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,R0的阻值为多少?
图Z10-3不受(3)当压敏电阻的电功率最大时,电路中的电流为多少?此时在检测区上物品的质量是多少?
(4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能通过检测区物品的最小质量将________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 (2)20Ω (3)4kg
增大类型之三 探究机械能大小的影响因素
[2014·河北]小明乘车时发现某段道路的限速标志牌(如图Z10-4所示)。他提出了问题:汽车为什么要限速呢?他搜集的资料如下:
汽车遇到意外情况时,司机从看到情况到反应刹车需要的时间叫反应时间,在反应时间内汽车原速前进的距离,叫反应距离。从刹车到车停下来,汽车前进的距离叫制动距离。实验数据如下表。图Z10-4(1)利用表中第一组数据,计算出该司机的反应时间是______s。
(2)分析表中数据可知,影响汽车制动距离的主要因素是________。0.66速度(3)为什么同样的道路上,对不同车型设定
不一样的最高行驶速度?小明做了如图
Z10-5所示实验。在斜面底端放置了一个
纸盒,然后分别让两个体积相同的实心铁
球和铝球从斜面顶端自由滚下。
由实验可知:_________________________________________
________。由于大型汽车高速行驶时的________较大,它的危险性就大。所以对不同车型要设定不一样的最高行驶速度。图Z10-5在速度一定的条件下,物体的质量越大,动能越大动能【解析】 由表格中数据可知,影响汽车制动距离的主要因素是汽车速度的大小,在斜面底端放置了一个纸盒,然后分别让两个体积相同的实心铁球和铝球从斜面顶端自由滚下,由图中纸盒被推动的距离可以说明,在相同速度时,物体质量越大,其动能越大;因此在同样的道路上,对不同车型限制不同的车速。
【点悟】 动能大小的影响因素是:质量大小、运动速度大小。在描述探究结论时,需注意结论的前提条件。
类型之四 测量灯的额定功率
[2015·重庆]如图Z10-6所示为某兴趣小组测量小灯泡电功率的部分实验电路,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压是2.5V,其灯丝电阻为10Ω左右,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)各有两个量程。
图Z10-6(1)在图中用笔画线代替导线,使其成为完整的实验电路,要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,小灯泡变亮。
【答案】 如答图所示。
(2)连接电路的过程中,开关应________,滑动变阻器的滑片P应滑到______端(选填“A”或“B”);检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,分析故障的原因是______________。
例5答图断开B小灯泡断路(3)排除故障后继续实验,测量数据如下表所示。
分析表中实验数据可知:小灯泡的额定功率为______W;在第1、2两次实验中,灯泡不亮的原因是______________________ (答出一个原因即可)。
0.65小灯泡的实际功率过小(4)兴趣小组的同学想接着探究电流与电压的关系,于是将图中的小灯泡换成定值电阻,移动滑动变阻器的滑片P,多次改变定值电阻两端的电压,并记录通过定值电阻对应的电流,多次测量的目的是为了__________________;本实验用到的探究方法与下列哪个实验的探究方法相同_______。
A.通过灯泡发光认识电流的存在
B.探究摩擦力的大小与哪些因素有关寻找普遍规律B【解析】 (1)滑片向左移动时,灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路的阻值减小,则接线柱A被接入电路。(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应在阻值最大位置,即图中的B端;闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,而电压表有示数,说明小灯泡断路。(3)第5次的实验数据是小灯泡正常发光时的电压和电流,则其额定功率为P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;小灯泡的亮度是由它消耗的实际功率决定的,第1、2两次实验中小灯泡不亮是由于其实际功率太小。(4)探究电流与电压的关系时多次测量的目的是为了寻找普遍规律,排除偶然性;在这个实验中,用到了控制变量法。
[2014·哈尔滨]同学们用如图Z10-7所示的电路复习电学实验。有两个额定电流相同、额定电压分别为2.5V和3.8V的灯泡L1和L2。
(1)连接电路后,开关闭合,灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,若电路中有一处故障,这个故障可能是__________。
图Z10-7灯泡短路(2)排除故障后,甲组同学用灯泡L1进行“研究小灯泡的电阻”的实验,收集的信息如下表,请写出分析信息得出结论的过程。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 由表格数据计算得R1=U1/I1=1.0V/0.20A=5Ω,R2=U2/I2=1.5V/0.25A=6Ω,R3=U3/I3=2.5V/0.30A=8.3Ω。可知电阻变大;由灯变亮可知灯丝温度升高。结论:灯丝电阻随温度升高而增大[或:P1=U1I1=1.0V×0.2A=0.2W;P2=U2I2=1.5V ×0.25A=0.375W;P3=U3I3=2.5V×0.3A=0.75W;灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮](3)乙组同学想用该电路,通过更换L1、L2的方法,探究“在电压相同时,电功率与电流的关系”,他们能否完成实验目的?若能,请说出实验思路;若不能,请说明原因。___________
______________________________________________________________________________________________________。别接入L1、L2,调节滑片使电压表示数相同,比较L1、L2的亮度和所对应的电流关系得出电功率与电流的关系能完成,分【解析】 (1)灯泡不亮,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的,电流表有示数,说明电路不存在断路,电压表没有示数,说明与电压表并联的灯泡短路。(2)由表中实验数据可知,电阻随电压与电流的增大而增大,由P=UI可知,灯泡实际功率增大,灯泡亮度增加,由此可知,灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮。(3)探究“在电压相同时,电功率与电流的关系”,应控制电压相同而电阻阻值不同,两灯泡电阻不同,可以完成该实验,分别把两灯泡串联接入电路,控制灯泡两端电压相等,测出通过灯泡的电流,由P=UI求出灯泡功率,然后比较功率大小,得出结论。
电路分析不合理致错
[2015?雅安]小灯泡L的额定电压为3V,它的I-U图像如图Z10-8甲所示。把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“10Ω 2A”。下列说法中错误的是 ( )
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡的额定功率为1.5W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
图Z10-8【错解】 D
【错因分析】 当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,由图像可知,当电压表示数为1.5V时,电路中的电流I=0.3A,由I=U/R可得,滑动变阻器两端的电压:U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=UL+U滑=1.5V+3V=4.5V;当灯泡两端的电压为3V时,电路中的电流I′=0.5A,因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,灯泡的额定功率:PL额=UL额I′=3V×0.5A=1.5W;【正解】 C
[2015?雅安]如图Z10-10甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的最大值是______Ω,电源电压是________V。图Z10-105012