第3章　能量的转化与守恒（专题分类训练八 功和功率的综合运用）（同步练习）

专题分类训练八 功和功率的综合运用
考点　　1　 简单机械 功和功率)
典型例题图
　　 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的物体，拉力F的大小为30 N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45 N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为(　B　)21教育网
A．45 N、50% B．45 N、75%
C．60 N、50% D．60 N、75%
【解析】 物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，知道物体和地面之间摩擦力的大小，从而可以计算出A处的拉力大小为45 N。本题中使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s＝2s物，η＝＝×100%＝75%。21cnjy.com
揭阳中考在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如表：
次数
钩码重
/N
钩码上升
高度/cm
弹簧测力
计示数/N
弹簧测力计
移动距离/cm
1
2
10
0.8
40
2
5
5
1.5
20
(1)第一次实验测得滑轮组的机械效率为__62.5%__，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)第一次实验测得滑轮组的机械效率。21世纪教育网版权所有
(2)根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：__不能__；请简要说出其中一条理由：__滑轮组的机械效率还与滑轮的重有关__。21·cn·jy·com
【解析】 (1)第一次实验滑轮组的机械效率η1＝＝＝×100%＝62.5%，
第二次实验滑轮组的机械效率η2＝＝＝×100%≈83.3%，所以η1＜η2。
(2)通过实验的对比，虽然可以得出机械效率高低与滑轮重力有关，但必须至少三次实验才可证明结论，只有一次对比实验是不太准确合理的，偶然性太大，并且滑轮组的影响滑轮组的机械效率还有滑轮的重等。www.21-cn-jy.com
考点　　2　 机械能和内能)
双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点备受人们青睐。(已知汽油的热值为3.2×107 J/L、天然气的热值为7.2×107 J/m3)2·1·c·n·j·y
(1)内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为__机械能__的装置。
(2)完全燃烧9 L汽油放出的热量与完全燃烧__4__m3的天然气放出的热量相等。
【解析】 (1)内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机。它工作时把内能转化为机械能。(2)完全燃烧9 L汽油放出的热量Q＝q汽油V汽油＝3.2×107 J/L×9 L＝2.88×108 J；需完全燃烧天然气的体积为V天然气＝＝＝4 m3。
变式训练2图
如图所示是汽油机的__做功__冲程；常常用水冷却发动机是利用了水的比热容__较大__的特性；完全燃烧0.1 kg的高能汽油，放出的热量为__4.62×106__J。如果这些热量被质量为100 kg、初温为20 ℃的水完全吸收，可以使水的温度升高__11__℃。(高能汽油的热值为4.62×107J/kg)【来源：21·世纪·教育·网】
考点　　3　 电功和电功率)
某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220 V　2000 W”的字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是(　A　)www-2-1-cnjy-com
A．使用这个电磁炉时应连接额定电流为10 A的保险丝
B．这个电磁炉在正常工作时的电阻为484 Ω
C．这个电磁炉工作时的电功率是2 000 W
D．这个电磁炉正常工作0.5 h消耗电能为1.8×106 J
【解析】 A．由P＝UI可得，电磁炉的额定电流I＝＝≈9.1 A，保险丝的额定电流10 A略大于电磁炉的额定电流，故A正确；2-1-c-n-j-y
B．由P＝可得，电炉正常工作时的电阻R＝＝＝24.2 Ω，故B错误；
C．电炉只有两端电压为额定电压时，即正常工作时，其消耗的电功率才为额定功率2 000 W，故C错误；【来源：21cnj*y.co*m】
D．由P＝可得，电炉正常工作0.5 h消耗的电能W＝Pt＝2000 W×0.5×3600 s＝3.6×106 J，故D错误。【出处：21教育名师】
某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6 V　1.2 W”字样，R为20 Ω的定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I－U关系图。当电压表的示数为2V时，通过小灯泡L的电流为__0.3__A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W时，小灯泡的实际功率为__0.9__W。【版权所有：21教育】
变式训练3图
考点　　4　 电功率的测量)
一个额定电压是2.5 V的小灯泡，正常工作时的电阻约为8 Ω，小明想测量它的额定功率。实验室有如下器材：电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“10 Ω　1 A”和“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器2个，导线若干。
甲　　　　　　　　乙　　　　　　　丙
典型例题图
(1)小明设计了图甲所示电路，他应选用规格为__“50_Ω__0.5_A”__的滑动变阻器。
(2)图乙是小明根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。21·世纪*教育网
(3)小明正确连线后，继续实验。当电压表的示数为2.5 V时，电流表的示数如图丙所示为__0.32__A，小灯泡的额定功率是__0.8__W。21*cnjy*com
(4)实验结束后，小明整理实验器材时，发现滑动变阻器的AP部分比PD部分热，这是因为　滑动变阻器使用AP部分，AP部分有电流通过，AP部分电阻丝要发热　。
(2)如图所示
典型例题答图
【解析】 (1)灯泡正常发光时，通过的电流约是I＝＝≈0.3 A，滑动变阻器两端的电压U滑＝U－U灯泡＝6 V－2.5 V＝3.5 V，滑动变阻器接入电路的电阻R＝＝≈11.7 Ω＞10 Ω，所以应选择“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器。
(2)在该电路中，滑动变阻器应与灯泡串联。
(3)该电流表选的是小量程，其分度值是0.02 A，故其示数是0.32 A，故其额定功率是：P＝UI＝2.5 V×0.32 A＝0.8 W。
(4)由电路图可知，滑动变阻器的AP段接入电路，实验时电流通过AP部分，电阻丝发热，PD部分没有电流通过，不发热。
某班同学分组运用如图甲所示的实验器材做测小灯泡功率的实验，其中小灯泡标有“3.8 V”的字样，灯丝电阻约为10 Ω左右。请完成或回答以下两组问题。
Ｋ
　　　　甲　　　　　　　乙　　　　　　　丙
变式训练4图
(1)补画导线，把图甲中的器材连接成实验电路，要求导线不交叉，且滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮。21*cnjy*com
(2)在连接电路前，应先将开关__断开__，电路连好后闭合开关，发现小灯泡两端电压为2.5 V，这时小灯泡的亮度__较暗__(选填“较亮”或“较暗”)，为使小灯泡正常发光，应将滑片P向__右__端移动。21教育名师原创作品
(3)小灯泡正常发光时，电流表的指示如图乙，读出电流表示数为__0.32__A，则小灯泡额定功率为__1.216__W。
(4)由实验数据可知，小灯泡正常发光时的灯丝电阻为__12.7__Ω。
(5)某同学的实验记录和有关计算如表所示：
实验序号
电压/V
电流/A
电功率/W
额定功率/W
1
3.0
0.25
0.75
2
3.8
0.3
1.14
3
4.1
0.32
1.31
1.07
　　从表格设计和有关数据看，该同学所犯的错误是：__额定功率值错误__。
针对他的错误，你认为正确的结果是：__1.14_W__。
(6)若实验器材中电压表0～15 V的量程不灵，而0～3 V的量程正常，电源电压为6 V，请在图丙方框中画出能测定小灯泡额定功率的实验电路图。
(1)如答图(1)所示　　(6)如答图(2)所示

变式训练4答图(1) 　　变式训练4答图(2)