题目内容
1.某电炉在额定电压220V下的功率为1 000W,当实际电压只有额定电压的90%时,若电炉的电阻保持不变,此时电炉的实际功率是810W.天平是测量物质质量的工具,在某些情况下,加一些辅助器材,利用天平还可间接地测量其它物理量.小东再找来铅笔,毫米刻度尺和密度表,即方便地测出一大卷细铜线的长度.小东操作如下:(1)拉出一段细铜线,在铅笔上紧密地绕n匝.用毫米刻度尺测出n匝的宽度L.
(2)用天平称出整卷细铜线的质量m,查出铜的密度ρ铜.
(3)整卷细铜线的长度为l=$\frac{4m{n}^{2}}{{ρ}_{铜}π{L}^{2}}$.
分析 利用功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求出电炉的内阻;则由实际电压利用功率公式可求得实际功率.
(1)已知铜线圈的宽度和匝数,可以得到铜线的直径d,利用r=$\frac{d}{2}$得到铜线的半径,再根据S=πr2得到横截面积;
(2)已知整卷铜线的质量和铜的密度,可以得到这些铜的体积;
(3)已知铜线的体积和横截面积,利用l=$\frac{V}{S}$得到铜线的长度.
解答 解:由P额=$\frac{{U}_{额}^{2}}{R}$得,
R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{{(220V)}^{2}}{1000W}$=48.4Ω,
当U实=90%U额,时,电阻不变,
则实际功率:P实=$\frac{{(90%{U}_{额})}^{2}}{R}$=0.81×$\frac{{U}_{额}^{2}}{R}$=0.81P额=0.81×1000W=810W.
(1)细铜线的半径为r=$\frac{d}{2}$=$\frac{L}{2n}$细铜线的横截面积为S=πr2=π($\frac{L}{2n}$)2=$\frac{π{L}^{2}}{4{n}^{2}}$;
(2)整卷铜线的体积为V=$\frac{m}{{ρ}_{铜}}$;
(3)这卷铜线的长度为l=$\frac{V}{S}$=$\frac{\frac{m}{{ρ}_{铜}}}{\frac{π{L}^{2}}{4{n}^{2}}}$=$\frac{m}{{ρ}_{铜}}$×$\frac{4{n}^{2}}{π{L}^{2}}$=$\frac{4m{n}^{2}}{{ρ}_{铜}π{L}^{2}}$.
故答案为:810W;(3)$\frac{4m{n}^{2}}{{ρ}_{铜}π{L}^{2}}$.
点评 解决此类问题要结合欧姆定律公式和电功率公式进行分析,抓住题目中的关键条件:电阻不变.
在利用刻度尺和铅笔测量细铜线的直径时,注意缠绕的线圈既不能重叠,也不能有较大的间隙,这些做法都会造成较大的测量误差.
实验器材:电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器(A:“10Ω 1.5A”、B:“20Ω 1A”、C:“50Ω 1A”)、开关、新干电池三节、定值电阻R=10Ω、导线若干.
制定计划与设计实验:
(1)请依照如图1所示的电路图,用笔画线代替导线,将图2中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑时,电流表示数变大.导线不能交叉;
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至右(填“左”或“右”)端,这样做可以起到保护电路的作用;此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”,请你写出一种不用变阻器.也可以“改变定值电阻两端电压”的方法:改变电源中电池的节数.
进行实验与收集证据:
(1)小胡按要求正确连接电路,且电路元件完好.实验过程中,发现电压表指针偏转到满刻度外的位置,其原因可能是滑动变阻器阻值过小(任意写出一个)
(2)小胡在实验中通过调节滑动变阻器滑片.测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值.如表所示:
| U/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
实验结论:通过上表中的数据.我们可以得出:电阻不变,导体的电流与它两端的电压成正比.
| A. | 力是维持物体运动的原因 | |
| B. | 子弹离开枪口后.在空中仍能继续向前运动,是因为受到惯力的作用 | |
| C. | 没有力作用在物体上,物体就慢慢停下来 | |
| D. | 物体运动状态改变时,一定受到了力的作用 |
| A. | 把这样规格的两个小灯泡串联连接在电源电压为3V的电路中,电路的总电阻为20Ω | |
| B. | 灯泡正常发光时的电功率是0.625W | |
| C. | 灯泡的电流随着电压的增大而减小 | |
| D. | 两个灯泡并联在电源电压为2V的电源两端,电路的总功率为0.8W |