本试题 “下列有关估测不符合事实的是( )A.家用彩电正常工作电流约为0.8AB.家用电饭锅每次烧饭大约消耗电能4kW•hC.中学生正常上楼的功率约为100WD.汽油机的效率...” 主要考查您对功率的计算
热机的效率
电流的大小
电功的概念
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
公式法计算功率:
运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的,不能张冠李戴。单位要统一,P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m。在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求出此过程中:
(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析:竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出,克服重力做功等于重力与高度的乘积,即,总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
(1)0.24m/s
(2)
(3)
例2在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3。
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3,密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率。
解析:(1)由液体压强公式得,,
(2)物体在水下受平衡力的作用,则
则
(3)由题图可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为0.5m/s时,f=175N 机器人匀速前进时,机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0.5m/s=87.5W
答案:(1)7.21×105Pa(2)334N(3)87.5W
计算器中电源的电流 | 约100μA |
半导体收音机中电源的电流 | 约50mA |
手电筒中的电流 | 约200mA |
房间灯泡中的电流 | 约0.2A |
家用电冰箱的电流 | 约1A |
家用空调器的电流 | 约5A |
雷电电流 | 可达2×105A |
电流的三大效应:
1.电流的热效应:电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应。例如:电流通过灯泡内的钨丝,钨丝会发热,温度高达2500℃,呈白炽状态而发光。
2.电流的磁效应:电流通过导体时,在导体周围产生磁场。例如:电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。
3.电流的化学效应:电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如:电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大,各种效应就越明显,因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。
电流对人体的作用特征:
电流I/mA | 作用特征 | |
50—60Hz交变电流 | 恒定电流 | |
0.6~1.5 | 开始有感觉——手轻微颤抖 | 无感觉 |
2~3 | 手指强烈颤抖 | 无感觉 |
5~7 | 手部痉挛 | 感觉痒和热 |
8~10 | 手已难于摆脱电极,但还能摆脱,手指尖到手腕剧痛 | 热感觉增强 |
20~25 | 手迅速麻痹,不能摆脱电极,剧痛,呼吸困难 | 热感觉大大增强,手部肌肉不强烈收缩 |
50~80 | 呼吸麻痹,心房开始震颤 | 强烈的热感觉,手部肌肉收缩、痉挛,呼吸困难 |
90~100 | 呼吸麻痹,延续3s就会造成心脏麻痹 | 呼吸麻痹 |
300以上 | 作用0.1s以上时,呼吸和心脏麻痹,机体组织遭到电流的热破坏 |
概念:
电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,或消耗了多少电能
电功单位:
国际单位:焦耳(J)
常用单位:千瓦时(kW·h)
关系:1kW·h=3.6×106J
用控制变量法和转换法探究电流做功与哪些因素有关:
1.在实验探究过程中,先采用串联电路,控制通过两段电阻丝的电流相同,在通电时间相同的情况下探究电流做功与电压大小之间的关系;再采用并联电路,使加在两段电阻丝上的电压相同,在通电时间相同的情况下,探究电流做功与电流大小之间的关系。
2.电流做功多少是通过电流的热效应转换为煤油的内能的变化,又转化为煤油的温度变化来体现的。
例对于“电流做功与哪些因素有关”的问题,刘星同学作了如下猜想:
猜想A:电流做功可能与电压有关;
猜想B:电流做功可能与电流有关;
猜想C:电流做功可能与通电时间有关。为了验证自己的猜想,他选择了如图甲所示的装置(除电阻丝阻值不同外,其余条件均相同)及电源、开关、电压表、导线若干。他将两电阻丝串联后接入电路,如图乙所示。
(1)将两电阻丝串联接人电路的目的是为了控制通过电阻丝的____和通电时间相同,他采用的科学探究方法是_____。
(2)接通电路前,他想:通电一段时间后观察温度计示数的变化,若两支温度计示数变化不同,则说明电流做功与电阻丝两端的______有关这就验证了猜想_______。
解析:从猜想可以看出,影响电流做功的因素有电压、电流和通电时间三个因素,在通过实验探究电流做功与某个因素的关系时,应采用控制变量法。实验装置采用串联的目的是使通过两电阻的电流和通电时间相同(同时接通,同时断开),这是为了研究电流做功与电压的关系,阻值大的电阻两端电压大。电流做功时将电能转化为煤油的内能,因此电流做功的多少可以通过煤油的温度显示出来,若通电一段时间后,两瓶中煤油温度变化不同,则说明电流做功与电压有关。
答案:(1)电流 控制变量法(2)电压 A
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