过的路程为120m,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000N.求:
(1)该汽车的恒定功率为多少W?
(2)在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少J?
(3)若发动机的转化效率为80%,则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功?(已知汽油的热值107J/kg) 约为5×
104W;(2)8×105J;(3)0.02kg。 【答案】(1)8×
【解析】(1)匀速运动时,牵引力也阻力是一对平衡力,所以该汽车的恒定功率为:
(2)0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功:
(3)根据
得,燃料燃烧释放的热量为:
燃烧汽油的质量为:
28. 小明做测“小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)如图甲所示是小明没有连接完整实物电路,请你用笔画线代替导线,帮小明将实物电路连接完整____; (2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不
变,则原因可能是_____。
(3)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处。电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率。应将滑片P向_____(选填“左”或“右”)端滑动。
(4)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是_____W。
(5)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明相要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,为_____A,则定值电阻的阻值为_____Ω。
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将_____(选填“变大”或“变小”);为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于_____Ω。
【答案】 (1). (2). 滑动变阻器同时将下面的两个接线柱接入
电路 (3). 右 (4). 0.5 (5). 0.4 (6). 5 (7). 变大 (8). 40
【解析】⑴ 灯泡电压为2.5V,所以连接灯泡的右端到电压表的中间接线柱,2.5V灯泡的电流不超过0.6V,所以连接灯泡的左端到电流表的中间接接线柱,则电路完整,如图:
⑵ 小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,说明灯泡两端的电压低,实际功率小,且无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,说明滑动变阻器没有起到应有的调节作用,所以原因可能是同时将滑动变阻器下面的两个接线柱接入电路。
⑶ 小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处.电压表的示数为2.2V,即电压低于额定电压,根据串联电路的分压规律,电压与电阻成正比,所以要测得最小灯泡的额定功率.应将滑片P向右端滑动,则滑动变阻器接入电路电阻变小,分得电压变小,灯泡两端的电压会变大。
⑷ 小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I 图象。
根据图象提供的信息,2.5V时,电流为0.2A,可计算出小灯泡的额定功率是:
⑸ 实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明相要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω.
① 将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,使用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,则定值电阻的阻值为:
。
② 断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电阻变为10Ω的电阻,电路的总电阻变大,根据
,电路电流变小,滑动变阻器滑片不动,电阻不变,电流变小时,再根据
,两端
的电压也变小,所以定值电阻两端的电压变大,即电压表示数将变大;
为完成此四组实验,定值两端的电压为2V不变,当接入20Ω的电阻时,电流为:
,滑动变阻器两端的电压为:
滑动变阻器的电阻为:
,
故滑动变阻器的最大电阻应不小于40Ω。
29. 为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过查阅资料已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg?℃)。
(1)该物质在B点时的内能_____(大于/小于/等于)在A点时的内能;
(2)求该物质在BC段共吸收了多少热量__________?经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g(酒精完全燃烧),求在BC阶段的热转化效率为多大_______? (3)该物质在固态(OA阶段)时的比热容为多大__________ ?
104J (3). 16% (4). 1.5×103J/(kg?℃) 【答案】 (1). 大于 (2). 4.8×
【解析】(1) 如图该物质在AB段为熔化过程,吸热,温度不变,所以B点时的内能大于在A点时的内能; ⑵ 如图BC段温度升高了40℃,则该物质在BC段共吸收的热量为:
;
酒精10g放出的质量为:
,
在BC阶段的热转化效率为:
⑶ 该物质在固态(OA阶段)时吸热2min温度身高了40℃,吸热热量是BC段吸收热量的一半,故固态时的比热容为:
30. 如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关S1和S2由绝缘操纵杆控制,能同时接“1”或接“2”,向前推操纵杆时轮椅前进且能调速,向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为24V保持不变,R2的阻值为10Ω,电动机的额定功率为100W,额定电压为24V.请解答下列问题:
(1)当开关S1和S2同时接_____时,电动轮椅前进;电动轮椅既能前进又能后退,是因为电动机线圈中电流的_____能够改变。
(2)当电动轮椅后退时,电流表示数为1A,此时电动机的实际功率是多少_______?
(3)当电动机以额定功率工作时,电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s,若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能,此时电动轮椅受到的阻力是多大_______? 【答案】 (1). 1 (2). 方向 (3). 14W (4). 37.5N
【解析】⑴ 如图当开关S1和S2同时接1时,滑动变阻器串联在电路中能够高速前进,符合题意; 分析电路图可知,开关接1和2时,电动机的电流方向相反,所以电动轮椅既能前进又能后退,是因为电动机线圈中电流的方向能够改变。
⑵ 当电动轮椅后退时,电流表示数为1A,电路中电动机和R2串联工作,
电动机的电压为:此时电动机的实际功率是:
⑶ 当电动机以额定功率工作时,电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s,若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能,此时电动轮椅受到的阻力是多大?________ 此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能, 可得:
则做机械功的功率为:
匀速前进时,阻力与牵引力平衡, 所以阻力等于牵引力: