题目内容

【题目】如图甲所示,R1的阻值是20Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示,则R2消耗的最大功率是(  )

A.0.45W
B.0.50W
C.0.80W
D.0.90W

【答案】A
【解析】解:滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象,可知当R2=10Ω时,P2=0.4W
由P=I2R可得:I===0.2A,
由欧姆定律I=得:电源电压为:U=IR=0.2A×(20Ω+10Ω)=6V;
乙图可知当R2=20Ω时,R2的功率最大,此时电路中的电流为I′===0.15A,
电阻R2的最大功率为P′=(I′)2R2=(0.15A)2×20Ω=0.45W
故选A.
(1)根据滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象利用P=I2R求出电流,结合R1阻值求出电源电压;
(2)由曲线图可知当R2的阻值为20Ω时,消耗的功率最大,利用电源电压和串联总电阻求出电流,即可求出电功率.

练习册系列答案
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【题目】阅读以下材料,回答相关问题.
纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1~100nm,它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比,会发生变化,这些物质组成的材料称为“纳米材料”.
纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象.随着颗粒尺寸变小,在一定条件下会引起颗粒性质改变.由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”.纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面:
⒈特殊光学性质:所有金属在纳米状态时都呈现黑色.尺寸越小颜色愈黑,银白色的铂变成铂黑,金属铬变成铬黑.金属超微颗粒对光的反射率很低,通常低于l%,约几微米厚度就能完全消光.利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料,以很高效率将太阳能转变为热能、电能.还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等.
⒉特殊热学性质:通常晶体具有固定的熔点,当晶体达到纳米尺寸时却截然不同.例如:金的熔点为1064℃,而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃,直径为5nm的金粉熔点降低到830℃.此特性可应用于粉末冶金工业.
⒊特殊电学、磁学性质:纳米材料的导电性有所改变.例如:铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电;通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电.此外,纳米材料呈现出超顺磁性,科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下能辨别方向,具有回归的本领.
⒋特殊力学性质:氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂.研究表明,人的牙齿具有高强度,是因为它由磷酸钙等纳米材料构成.纳米金属要比传统金属硬3~5倍.金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好,制成的刀具比金钢石制品还要坚硬.
纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性,介电性能、声学特性以及化学性能等方面.
纳米技术目前已成功应用于许多领域,在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用,图34是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字,标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地.

请回答下列问题:
(1)铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成(选填:“导体”或“绝缘体”) .
(2)金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好,请对此种材料提出一项可以应用于人体的设想:.
(3)小东针对纳米材料的“特殊光学性质”,提出了一个问题:金属的颜色会变黑吗?
请你判断这是不是一个可以探究的科学问题.答:.
(4)请你针对纳米材料“特殊热学性质”,提出一个可以探究的科学问题:.

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