题目内容
【题目】图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜,使用时镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像,该防雾镜的相关数据如表.
镜子质量 | 1.2kg |
额定电压 | 220V |
额定功率 | 88W |
(1)求防雾镜正常工作时的电流.
(2)经测试,在﹣5℃环境下工作500s使平面镜的平均温度升高了44℃,求电热膜给平面镜的加热效率.[玻璃的比热容为0.75×103J/(kg℃)]
(3)如图乙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R,能使电热膜的功率在原功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要.请求出R的最大阻值.
【答案】
(1)解:由P=UI可得,防雾镜正常工作时的电流:
I= = ═0.4A.
答:防雾镜正常工作时的电流约为0.4A;
(2)解:正常工作500s,平面镜吸收的热量:
Q吸=c玻璃m△t升=0.75×103J/(kg℃)×1.2kg×44℃=3.96×104J,
正常工作500s,电热膜产生的热量:
Q=W=Pt=88W×500s═4.4×104J,
加热效率:
η= ×100%= ×100%=90%.
答:电热膜给平面镜的加热效率为90%;
(3)解:由P= 可得,电热膜的电阻:
R0= = =550Ω,
当变阻器R的阻值最大时,通过电热膜的电流最小,此时电热膜的功率最小,
结合题意可知,电热膜的最小功率为:P最小=88W×25%=22W;
由P=I2R可得,此时通过它的电流:
I小= = =0.2A,
由欧姆定律可得,此时电路中的总电阻:R总= = =1100Ω,
则变阻器的最大阻值:R=R总﹣R0=1100Ω﹣550Ω=550Ω.
答:R的最大阻值为550Ω.
【解析】(1)先根据题意求出防雾镜正常工作时的电功率,再根据I= 求出防雾镜正常工作时的电流.(2)根据Q=cm△t求出平面镜吸收的热量,根据Q=W=Pt求出电热膜产生的热量,利用效率公式求出电热膜给平面镜的加热效率.(3)由电路图可知,电热膜与滑动变阻器串联,根据欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路电阻最大时,电路中电流最小,根据P=I2R可知此时电热膜的电功率最小;根据R= 求出电热膜的电阻,由题意得出电热膜的最小电功率,根据P=I2R的变形式得出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,最后根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)即可以解答此题.
【题目】小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想. 猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).
实验数据如下表:
实验序号 | 铅球代号 | 铅球质量/g | 下落高度/m | 陷入沙中的深度/m |
① | A | 200 | 0.5 | 0.1 |
② | B | 400 | 0.5 | 0.25 |
③ | C | 200 | 1 | 0.2 |
④ | D | 200 | 1 | 0.2 |
(1)本实验中,采用的研究问题的方法是 . (写出一种方法即可)
(2)本实验中,铅球的重力势能大小是通过来反映的.
(3)为验证猜想二,应比较(填实验序号),得到的结论是:当物质量相同时, .
(4)比较③④,得到的结论是 .
(5)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep=mgh”,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能,其中B球的动能为J.(忽略空气阻力,g=10N/kg)