题目内容
【题目】同学们在探究“影响电流热效应的因素”实验中晓彤和小雪将在创新实验中自制的“灯泡”中插入温度计,通过测量“灯泡”内空气温度变化情况,就可以比较电流通过“灯丝”产生的热量。
(1)将“灯泡”接入电路中,通电一段时间后,发现温度计的示数会上升,在此过程中发生的能量转化是____________。
(2)晓彤利用如图甲所示的装置探究“电流产生的热量跟电流的关系”,实验步骤如下∶
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑动触头,使电流表的示数为Il时,记录R1“灯泡内温度计的示数t0;
②通电30s,记下R1“灯泡”中温度计的示数为t1,断开开关;
③待R1“灯泡”中温度计示数恢复至t0,闭合开关,改变滑动变阻器滑动触头的位置,使电流表的示数为I2,____________,记下R1“灯泡”中温度计的示数为t2,断开开关;
④待R1“灯泡”中温度计示数恢复至t0,闭合开关,改变滑动变阻器滑动触头的位置,使电流表的示数为I3,通电30s,记下R1“灯泡”中温度计的示数为t3,断开开关;比较________,即可比较每次电流通过“灯丝”产生的热量,进而探究“电流产生的热量跟电流的关系”。
(3)小雪利用如图乙所示的装置探究“电流产生的热量跟电阻的关系,获得的实验数据如下表所示。
电阻/Ω | 电流/A | 通电时间/s | 温度升高/℃ |
R1=10 | 0.4 | 60 | 2 |
R2=5 | 8 |
①分析表中数据得出的实验结论是∶_____________________。
②小雪发现自己的实验结论跟其他同学的不符,在实验器材完好及实验过程无误的情况,请你结合实验装置图分析小雪的结论跟其他同学不符的原因_______ 。
③请你根据分析的原因,帮助小雪提出改进方案________。
【答案】电能转化为内能 通电30s t1-t0、t2-t0和t3-t0(t1、t2和t3) 在电流和通电时间相同时,导体电阻越小,产生的热量越多 R1瓶中温度计比R2瓶中插入的浅 将R1瓶中温度计插入至跟R2瓶中相同深度,或将R2瓶中温度计拔出至跟R1瓶中相同深度
【解析】
(1)[1]将“灯泡”接入电路中,温度计插在灯泡中的空气中,通电一段时间后,发现温度计的示数会上升,表明空气的温度升高,内能增大,在此过程中发生的能量转化是电能转化为内能;
(2)③[2]探究电流产生的热量跟电流的关系,需要控制电阻R1和通电时间相同,因此要求通电时间也是30s;
④[3]比较每次电流通过“灯丝”产生的热量,进而探究“电流产生的热量跟电流的关系”,已经控制电阻R1和通电时间相同了,只需要比较三次升高的温度,即t1-t0、t2-t0和t3-t0或t1、t2和t3;
(3)①[4]图乙所示的装置中R1和R2串联,电流相同0.4A,通电时间相同60s,电阻是R1中的温度升高2℃,电阻是R2中的温度升高8℃,因此得出的实验结论是:在电流和通电时间相同时,导体电阻越小,产生的热量越多;
②[5]观察实验装置图,分析小雪的结论跟其他同学不符的原因是:R1瓶中温度计比R2瓶中温度计插入的浅,导致温度计示数偏低;
③[6]根据实验装置图中两个温度计插入的深浅不同,为了控制温度计插入的深浅相同,帮助小雪提出改进方案有:将R1瓶中温度计插入至跟R2瓶中相同深度,或将R2瓶中温度计拔出至跟R1瓶中相同深度。
【题目】2019年1月20日,在哈尔滨市松北区开始测试智轨电车在严寒下的车辆性能,智轨电车是采用虚拟轨迹跟随技术、以全电驱动胶轮车辆作为运载工具的新型轨道交通产品。下表为小文收集整理的一些参数。
三节编组智轨电车 | ||||
最大载客人数 | 满载质量 | 最高运行速度 | 最大储存电能 | 满载工况耗电 |
300人 | 48t | 70km/h | 150kW·h | 4kW·h/km |
(1)该智轨电车满载时,轮胎与地面的接触总面积为1.6m2,求该车满载静止在水平地面上时对地面的压强;(g=10N/kg)
(2)根据满载工况耗电参数,如果耗电的50%用来克服阻力做功,求智轨电车匀速行驶时的阻力多大?
(3)如果充电十分钟,可达蓄电池最大储存电能的60%,求充电功率多大?