题目内容
【题目】在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其最大阻值为R2。闭合开关S,要求:
(1)当滑动变阻器的滑片P移动时,用题中字母推导出电路的总电功率最大值的表达式:
(2)请你分析论证当滑动变阻器的滑片P从变阻器当中某位置R0滑到最右端的过程中,R2的电功率是如何变化的?
温馨据示:推导过程中需要的物理量可以提前设定。
【答案】(1) (2)一直变大或者先变大后变小或者一直变小
【解析】
(1)根据公式可知,电源电压保持不变,总功率最大的时候,R最小,总电阻最小时,滑动变阻器在最左端,总电阻为R1,故
(2) 因R2的电功率,取决于通过的电流和两端的电压,所以,R2接入电路的电阻为R0,且0<R0≤R2,则串联电路的电流为:
;
R2上的功率:
;
这是一个关于的二次函数,二次项系数-R1U2,一次项系数U2,根据二次函数的性质,可知,如果:
即:
R+R1=2R1
R上功率最大;当滑动变阻器的滑片P从变阻器当中某一位置滑到最右端的过程中,根据二次函数的图象可得结论:
①若R0一开始小于R1,但是R2小于等于R1,则电功率P一直变大;
②若R0一开始小于R1,但是R2大于R1,则电功率P先变大后变小;
③若R0一开始大于等于R1,则电功率P一直变小。
【题目】某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,他记录的部分数据如下:
物质 | 初始温度/℃ | 加热时间/min | 最后温度/℃ |
水 | 20 | 6 | 45 |
食用油 | 20 | 6 | 70 |
(1)本实验中用加热时间的长短来表示___________。
(2)实验时,为了保证水和食用油的____(选填“质量”、“体积”)相同,应该选用的测量器材是_____。
(3)加热6min时,食用油的温度比水温度高,此时食用油吸收的热量_____(选填“大于”或“小于”或“等于”)水吸收的热量。
(4)假设实验过程中加热器放出的热量全部被液体吸收,请你根据上表所记录的数据计算出食用油的比热容为__________________J/(kg℃)。