题目内容
【题目】如图所示,电源电压和小灯泡L电阻不变,小灯泡L标有“6V 6W”字样,滑动变阻器阻值变化范围为0~18Ω.当开关S1、S2、S3都闭合时,小灯泡L正常发光,电流表的示数为1.5A.求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)通电5min电流通过R1产生的热量;
(3)当S1闭合,S2、S3断开,小灯泡功率的变化范围.
【答案】
(1)根据P= 可知:小灯泡的电阻RL= = =6Ω
答:小灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡与R1的并联,
由于灯L正常发光,则电源电压为U=UL额=6V;
此时通过灯泡的电流IL= = =1A;
由并联电路的电流规律可知,通过R1的电流I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A;
通电5min电流通过R1产生的热量:W1=UI1t=6V×0.5A×5×60s=900J
答:通电5min电流通过R1产生的热量为900J
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,灯泡与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡实际功率最大,最大为6W.
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡实际功率最小,
由欧姆定律可得,电路中的最小电流:Imin= = =0.25A,
则灯泡的最小实际功率:PLmin=(Imin)2RL=(0.25A)2×6Ω=0.375W,
即小灯泡功率的变化范围为0.375W~6W
答:当S1闭合,S2、S3断开,小灯泡功率的变化范围为0.375W~6W
【解析】(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R= 求出灯泡的电阻;(2)当开关S1、S2、S3都闭合,灯泡与R1并联,滑动变阻器被短路,小灯泡L正常发光,所以电源电压为6V,已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式P=UI可求正常工作时的电流,电流表测量干路电流,通过R1的电流等于总电流减去通过灯泡的电流,根据公式W=UIt可求通电5min电流通过R1产生的热量.(3)当S1闭合,S2、S3断开,灯泡与滑动变阻器串联,当滑片在最左端时,灯泡正常发光,实际功率为额定功率,当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为18Ω,根据公式P=UI求出此时电路的电流,再利用公式P=I2R求出此时灯泡的实际功率.从而求出灯泡电功率的变化范围.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,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),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.
【题目】桂林着力打造广西风电基地,预计到“十二五”期末,全市建成的风电装机容量达到100万千瓦.如图,风力发电﹣﹣即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,继而带动发电机工作输出电能.若风力发电机,每片风叶质量为6t,长为40m.下表给出了1kg空气在不同风速下速度(ν)与动能(E)的关系:(空气密度取1.2kg/m3)
动能E(J) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
风速v(m/s) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
(1)当风速为6m/s时,每千克空气具有的动能是多少焦耳?
(2)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能,则1000台这样的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量?(一年工作时间按3000h计算,煤的热值为3×107J/kg)
(3)当风速为10m/s时,若风力发电机风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少?
【题目】小雨用如图甲所示的装置,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关.
(1)实验时,小雨将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿方向拉动木块,并使木块做匀速直线运动.这样做的目的是 .
(2)实验时,小雨记录的部分数据如表所示.
序号 | 木块放置情况 | 接触面表面 | 压力/N | 弹簧测力计示数/N |
1 | 平放 | 木板 | 6 | 1.2 |
2 | 平放 | 木板 | 8 | 1.6 |
3 | 平放 | 木板 | 10 | 2.0 |
4 | 平放 | 棉布 | 6 | 1.8 |
5 | 平放 | 毛巾 | 6 | 3.0 |
分析序号1、2、3三组数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的有关.要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为三组数据进行分析.
(3)小雨某次实验拉动木块有静止变为匀速运动时,拉力F随时间t的变化情况如图乙所示(其中0~4s木块处于静止状态).分析图象可知:要使木块由静止到开始运动,至少要用N的水平拉力;若木块所受的拉力是2N,则木块所处的状态是 . A.静止 B.匀速直线运动 C.静止或运输直线运动 D.条件不足,无法判断.