Question

17．智能手机为人民生活带来方便的同时，手机电池续航能力不足成为人们挥之不去的困扰．现有一款手机，电池容量为3000mAh，电池电压为4V，原装充电器电压为5V，试求：
（1）出门旅游，人们自拍时用到的自拍神器杆柄套有表面刻有精美花纹的橡胶，这是为了增大（选填“增大”或“减少”）手与杆柄之间的摩擦力．
（2）使用手机的快充功能，用时2小时就能将手机电池充满，充电时的电流为多少？
（3）若该款手机正常使用1天充一次电，使用时发热损耗5%的电能，试问一年（按365天算）100个该款手机产生的热量相当于燃烧多少煤？（q_煤=3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．
（2）根据W=UTt可求电池储存的能量，然后再根据W=UTt求充电时的电流；
（3）根据η=$\frac{Q}{W}$可得，使用该款手机产生的热量，可求100个该款手机使用一年产生的总热量，再根据Q=mq可求相当于燃烧煤的质量．

解答 解：（1）人们自拍时用到的自拍神器杆柄套有表面刻有精美花纹的橡胶，这是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大手与杆柄之间的摩擦力．
（2）电池储存的能量：
W=UTt=4V×3A×3600s=4.32×10⁴J，
充电时的电流：
I′=$\frac{W}{U′t′}$=$\frac{4.32×1{0}^{4}J}{5V×2×3600s}$=1.2A；
（3）根据η=$\frac{Q}{W}$可得，使用该款手机产生的热量：
Q₁=η W=5%×4.32×10⁴J=2.16×10³J，
100个该款手机使用一年产生的热量：
Q=nQ₁=100×365×2.16×10³J=7.884×10⁷J，
因为Q=mq，所以可得相当于燃烧煤：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{7.884×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=2.682kg．
答：（1）增大；
（2）使用手机的快充功能，用时2小时就能将手机电池充满，充电时的电流为1.2A；
（3）一年（按365天算）100个该款手机产生的热量相当于燃烧2.682kg煤．

点评 此题为力学、热学和电学综合题，涉及到增大摩擦的方法、燃料热值的计算、功计算公式的应用等，关键是各种公式的灵活运用．