專題24　第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒 綜合復(fù)習(xí)課（解析版）

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒專題24綜合復(fù)習(xí)課類型一機(jī)械能 8類型二功和功率 9類型之三簡單機(jī)械 12類型之四能量的轉(zhuǎn)化與守恒 15類型之五電功和電功率 18【方法歸納】一、功、功率、機(jī)械效率和機(jī)械能1．功(1)做功的兩個必要因素：①作用在物體上的力；②物體在力的方向上通過的距離。不做功的三種情況：①有力無距離；②有力，也有距離，但力的方向和距離垂直；③有距離無力。(2)功的計算：物體上的力與力的方向上通過距離的乘積。公式：W＝Fs單位—W：J(焦耳)F：N(牛頓)s：m(米)公式應(yīng)用注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中的s一定是在力的方向上通過的距離，且與力對應(yīng)；③功的單位“焦”(1?！っ祝?焦)。(3)常見的功：克服重力做功：W＝Gh，克服阻力(摩擦力)做功：W＝fs。2．功的原理：使用任何機(jī)械都不省功。①功的原理對于任何機(jī)械都適用；②使用機(jī)械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的；③使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機(jī)械或者可以省力，或者可以省距離，也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。3．功率：單位時間內(nèi)做的功—P(單位：W)①公式：P＝eq\f(W,t)＝F·v；②單位：瓦特，簡稱瓦，符號W，常用單位：kW。換算：1kW＝103W；③物理意義：表示做功快慢的物理量(與機(jī)械效率無關(guān))。4．機(jī)械效率(1)有用功(W有用)：克服有用阻力做的功。(2)額外功(W額)：克服額外阻力做的功。(3)總功：有用功加額外功或動力所做的功。公式：W總＝Fs＝W有用＋W額(4)機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。①公式：η＝eq\f(W有用,W總)(有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。)②提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。(5)滑輪組機(jī)械效率的測定①原理：η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(Gh,Fs)；②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離s；③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線，還需刻度尺、彈簧測力計；④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高。目的：保證測力計示數(shù)大小不變；⑤結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有A．動滑輪重力大小和個數(shù)多少：提升同一物體用的動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多，而有用功不變，機(jī)械效率就越低。B．物體的重力大?。河猛换喗M所提升的重物越重，做的有用功相對就多而額外功不變，機(jī)械效率就越高。C．摩擦：若各種摩擦越大，做的額外功就多，機(jī)械效率相對就低。(繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率)5．幾種簡單機(jī)械的機(jī)械效率eq\a\vs4\al(（1）斜面：)①W有用＝G·h；②W額外＝f·s；③W總＝f·s＝G·h＋fs；④η＝eq\f(Gh,F·s)＝eq\f(Gh,Gh＋f·s)；⑤增大ηeq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(斜面盡量光滑（f小）,斜面盡量陡（s?。?)。eq\a\vs4\al(（2）杠桿：)①W有用＝G物·h；②W額外eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(杠桿自重,轉(zhuǎn)動摩擦))；③W總＝F·s；④η＝eq\f(Gh,F·s)＝eq\f(G·l0,F·lF)(l為力臂)；⑤增大ηeq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(減小自重,減小摩擦))。(3)定滑輪豎直方向提升重物(a)①W有用＝Gh；②W額外：摩擦及繩重；③W總＝F·s＝F·h；④η＝eq\f(G·h,F·s)＝eq\f(G,F)；⑤增大η：減小摩擦。(4)定滑輪水平方向拉動物體(b)①W有用＝f·s物；②W額外：滑輪轉(zhuǎn)動摩擦；③W總＝F·sF＝F·s物；④η＝eq\f(f·f物,F·sF)＝eq\f(f,F)。(5)動滑輪(a)及豎直方向滑輪組①W有用＝G物·h；②W額外eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(摩擦及繩重,G動·h))；③W總＝F·s＝F·nh＝(G物＋G動)·h(n為連接動滑輪繩子段數(shù))；④η＝eq\f(Gh,F·s)＝eq\f(G,nF)＝eq\f(G物,G物＋G動)(η與G動、G動有關(guān)，與s、h、n無關(guān))；⑤增大ηeq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(減小摩擦,減小G動（G動一定時）,增大G物（G物一定時）))。(6)動滑輪(b)及水平方向滑輪組①W有用＝fs物；②W額外：繩重及滑輪轉(zhuǎn)動摩擦；③W總＝F·sF＝F·ns物(n為連接動滑輪繩子段數(shù))；④η＝eq\f(f·s物,F·sF)＝eq\f(f,nF)；⑤增大η：減小滑輪轉(zhuǎn)動摩擦。對于所有機(jī)械均有：η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(P有,P總)6．機(jī)械能能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。(1)機(jī)械能形式。機(jī)械能eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(動能\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(定義：物體由于運動而具有的能量,決定其大小的因素：物體速度越大、質(zhì)量越大，動能就越大)),勢能\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(重力勢能\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(定義：物體由于被舉高而具有的能量,決定其大小的因素：物體質(zhì)量越大、舉得越高（重力勢能就越大）)),彈性勢能\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(定義：發(fā)生彈性形變的物體具有的能量,決定其大小的因素：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大))))))(2)動能和勢能的轉(zhuǎn)化(3)機(jī)械能守恒：如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失)，則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。二、簡單機(jī)械1．杠桿(1)定義：在力的作用下繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿。說明：①杠桿可直可曲，形狀任意；②有些情況下通過想象轉(zhuǎn)動情況，來幫助確定支點。如：魚竿、鐵鍬。(2)五要素——組成杠桿示意圖。①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。用字母O表示；②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F1表示；③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。用字母F2表示；④動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母L1表示；⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母L2表示。(3)研究杠桿的平衡條件：杠桿平衡：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平平衡。這樣做的目的是：可以方便地從杠桿上量出力臂。杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。公式：F1L1＝F2L2或F1/F2＝L2/L1。(4)分類：名稱結(jié)構(gòu)特征優(yōu)缺點應(yīng)用舉例省力杠桿動力臂大于阻力臂省力、費距離撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車費力杠桿動力臂小于阻力臂費力、省距離縫紉機(jī)踏板、起重臂、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚竿等臂杠桿動力臂等于阻力臂不省力不費力天平，定滑輪2．滑輪(1)定滑輪①定義：中間的軸固定不動的滑輪；②實質(zhì)：等臂杠桿；③特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向；④對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦)F＝G。繩子自由端移動距離SF(或速度vF)＝重物移動的距離SG(或速度vG)。(2)動滑輪①定義：和重物一起移動的滑輪；(可上下移動，也可左右移動)②實質(zhì)：動滑輪的實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿；③特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。④理想的動滑輪(不計軸間摩擦和動滑輪重力)：F＝eq\f(1,2)G；只忽略輪軸間的摩擦則，拉力F＝eq\f(1,2)(G物＋G動)；繩子自由端移動距離SF(或vF)＝2倍的重物移動的距離SG(或vG)(3)滑輪組①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組；②特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向；③理想的滑輪組(不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力)拉力F＝eq\f(1,n)G。只忽略輪軸間的摩擦，則拉力F＝(G物＋G動)。繩子自由端移動距離SF(或vF)＝n倍的重物移動的距離SG(或vG)；④組裝滑輪組方法：根據(jù)“奇動偶定”的原則，結(jié)合題目的具體要求組裝滑輪。三、內(nèi)能1．內(nèi)能(1)概念：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能的總和，叫物體的內(nèi)能。(2)從微觀角度來說，內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運動和分子間的相互作用力有關(guān)。從宏觀的角度來說，內(nèi)能與物體的質(zhì)量、溫度、體積、狀態(tài)都有關(guān)。(3)一切物體在任何情況下都具有內(nèi)能，物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，同一個物體，溫度升高，它的內(nèi)能增加，溫度降低，內(nèi)能減少。(4)影響內(nèi)能的主要因素：物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)及體積等。2．改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功與熱傳遞(1)做功：①對物體做功，物體內(nèi)能增加；物體對外做功，物體的內(nèi)能減少；②做功改變物體的內(nèi)能實質(zhì)是內(nèi)能與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化。(2)熱傳遞：①熱傳遞的條件：物體之間(或同一物體不同部分)存在溫度差；②物體吸收熱量，物體內(nèi)能增加；物體放出熱量，物體內(nèi)能減少；③用熱傳遞的方法改變物體的內(nèi)能實質(zhì)是內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；④熱傳遞的三種方式——熱傳導(dǎo)、對流和熱輻射。熱傳導(dǎo)是由于大量分子、原子等相互碰撞，使物體的內(nèi)能從溫度較高部分傳至較低部分的過程。熱傳導(dǎo)是固體熱傳遞的主要方式，在氣體和液體中，熱傳導(dǎo)往往與對流同時進(jìn)行。各種物質(zhì)熱傳導(dǎo)的性能不同，金屬較好，玻璃、羽毛、毛皮等很差。對流是靠液體或氣體的流動，使內(nèi)能從溫度較高部分傳至較低部分的過程。對流是液體和氣體熱傳遞的主要方式，氣體的對流比液體明顯。熱輻射是物體不依靠介質(zhì)，直接將能量發(fā)射出來，傳給其他物體的過程。熱輻射是遠(yuǎn)距離傳遞能量的主要方式，如太陽能就是以熱輻射的形式，經(jīng)過宇宙空間傳給地球的。(3)做功與熱傳遞改變物體的內(nèi)能是等效的。3．熱量(1)概念：物體通過熱傳遞的方式所改變的內(nèi)能叫熱量。(2)熱量是一個過程量。熱量反映了熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少，是一個過程量。所以在熱量前面只能用“放出”或“吸收”，絕對不能說某物體含有多少熱量，也不能說某物體的熱量是多少。(3)熱量的國際單位制單位：焦耳(J)。4．比熱容(1)定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量，是表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。(2)比熱容特性。比熱容是物質(zhì)的一種特性，大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，表示1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J(3)水常用來調(diào)節(jié)氣溫、取暖，作冷卻劑、散熱劑，是因為水的比熱容大。(4)熱量計算公式：Q吸＝cm(t－t0)，Q放＝cm(t0－t)。5．燃料的熱值(1)定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料種類有關(guān)。(2)單位：J/kg。(3)燃料燃燒放出熱量的公式：Q＝mq(q為熱值)。(4)火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因為液態(tài)氫的熱值大。6．熱機(jī)(1)定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。(2)能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(3)種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、噴氣式發(fā)動機(jī)。(4)汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同。汽油機(jī)柴油機(jī)不同點構(gòu)造：頂部有一個火花塞頂部有一個噴嘴吸氣沖程吸入汽油與空氣的混合氣體吸入空氣點燃方式點燃式壓燃式效率低高應(yīng)用小型汽車、摩托車載重汽車、大型汽車、大型拖拉機(jī)相同點沖程：活塞在往復(fù)運動中從汽缸的一端運動到另一端一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，經(jīng)歷四個沖程，做功1次工作過程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。7．熱機(jī)效率(1)熱機(jī)燃料燃燒釋放能量的主要走向：①燃料未完全燃燒；②克服摩擦消耗的能量；③廢氣帶走的能量；④機(jī)械傳熱損失能量；⑤對外做有用功的能量。(2)定義：熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰?有效利用的能量)與燃料完全燃燒釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。(熱機(jī)工作時總是有能量的損失，所以熱機(jī)效率始終小于1)(3)效率的計算式：η＝eq\f(Q有用,Q放)×100%。(4)提高熱機(jī)效率的途徑：減少熱機(jī)工作中的各種能量損失。①使燃料充分燃燒；②減少機(jī)械摩擦損失；③減少機(jī)械散熱和廢氣帶走熱量。(5)熱機(jī)工作的污染：廢氣(二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物)；粉塵；噪聲。四、電能1．電功(1)電功定義：電流所做的功叫做電功。單位是“焦耳”和“千瓦時”。1kW·h＝3.6×106J。(2)電功的計算：W＝UIt(適用于所有電路)。對于純電阻電路可推導(dǎo)出：W＝I2Rt＝U2t/R(串聯(lián)電路中常用到W＝I2Rt；并聯(lián)電路中常用到W＝U2t/R)(4)測量電功：家庭電路用電能表。電能表上“220V”“5A”“3000R/kW·h”等字樣，分別表示：電能表額定電壓220V；允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。2．電功率(1)電功率是表示用電器消耗電能快慢的(也是電流做功快慢)物理量。電功率的符號：P。單位：瓦特(W)、千瓦(kW)，換算關(guān)系：1kW＝103W。(2)計算公式：P＝UI＝W/t(適用于所有電路)對于純電阻電路可推導(dǎo)出：P＝I2R＝U2/R（3）用電器正常工作，是指用電器的額定電壓和所接電路兩端的電壓相等時。當(dāng)U實＝U額時，P實＝P額，用電器正常工作(燈正常發(fā)光)；當(dāng)U實＜U額時，P實＜P額，用電器不能正常工作(燈光暗淡)；當(dāng)U實＞U額時，P實＞P額，長期使用影響用電器壽命(燈發(fā)光強烈，會燒壞)。燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率的大小。3．電流的熱效應(yīng)(1)電流通過導(dǎo)體時電能要轉(zhuǎn)化成熱，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。(各種用電器都屬于導(dǎo)體，電流通過任何導(dǎo)體時都會產(chǎn)生電流的熱效應(yīng))(2)焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝I2Rt(適用于所有電路)；Q＝UIt＝U2t/R＝W＝Pt(純電阻電路適用)。(3)電熱器：利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。電熱器的主要組成部分叫做發(fā)熱體，而發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的，電流通過電阻絲發(fā)熱。(電阻率是指長為1m、橫截面積為1mm2的導(dǎo)線在20℃時的電阻。不同導(dǎo)體的電阻率不同。)白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)進(jìn)行工作的。(4)電熱的防止在用電器上裝有散熱窗、金屬片外殼、散熱風(fēng)扇等。(電動機(jī)主要把電能轉(zhuǎn)化為動能，但是電動機(jī)里的線圈有電阻，通電時要產(chǎn)生大量的熱，使導(dǎo)線溫度過高，溫度超過絕緣體材料的耐熱溫度使絕緣材料老化，甚至燒壞，所以必須及時散熱)?！境？碱}型】類型一機(jī)械能【點撥】1.物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量和速度越大，動能越大；物體的重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)，物體的質(zhì)量和被舉高的高度越大，重力勢能越大；物體的彈性形變越大，彈性勢能越大。2.物體的機(jī)械能等于物體的動能和勢能之和，若只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，則物體的機(jī)械能守恒。1.下列實例中，物體的重力勢能變大了的是（B）A.鐵球從斜面頂端滾下來B.騎自行車沖上坡頂C.飛機(jī)在高空水平飛行D.立在山頂上的石頭變式【解析】重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。騎自行車沖上坡頂，質(zhì)量不變，高度增大，重力勢能增大，故B符合題意。2.把一個內(nèi)表面光滑的圓碗固定在水平桌面上，碗的兩側(cè)邊緣水平高度相同。將一個小球從如圖所示碗的右側(cè)邊緣由靜止釋放，則小球（C）A.不能到達(dá)碗的另一側(cè)邊緣B.到達(dá)碗底時就會靜止不動C.到達(dá)碗的另一側(cè)邊緣時速度為零D.能到達(dá)碗的另一側(cè)邊緣并從碗中飛出【解析】A、圓碗內(nèi)表面光滑，所以機(jī)械能守恒，故小球可以到達(dá)碗的另一側(cè)邊緣相同的高度，選項說法錯誤；B、到達(dá)碗底時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，其速度最大，不會靜止不動，選項說法錯誤；C、到達(dá)碗的另一側(cè)邊緣時，動能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能，其瞬間速度為零，選項說法正確；D、能到達(dá)碗的另一側(cè)時，其重力勢能與起初時相同，故高度相同，不可能從碗中飛出，選項說法錯誤。3.在同一個彈簧測力計(量程為10牛)下分別豎直懸掛3牛和5牛的物體時，彈簧測力計上的彈簧具有的彈性勢能的大小關(guān)系是（B）A.兩次具有相同的彈性勢能B.第一次比第二次的彈性勢能大C.第一次比第二次的彈性勢能小D.無法確定其大小【解析】從題中可以看出，兩次彈簧發(fā)生的都是彈性形變，第一次的彈性形變要比第二次的大，所以，第一次比第二次彈簧具有的彈性勢能大。4.如圖所示為一個傳送帶，甲、乙輪轉(zhuǎn)動并帶動物體向右上方勻速運動，物體與皮帶之間沒有發(fā)生相對滑動，皮帶與輪之間不打滑，該過程物體受到的力中不做功的有__________(填力的名稱)；該物體斜向上運動的過程中，機(jī)械能是否守恒?______________________________，理由是：________________________________________?！敬鸢浮恐С至Σ皇睾阄矬w勻速運動，動能不變，重力勢能增加，則機(jī)械能總量增加?！窘馕觥控浳镫S傳送帶一起勻速斜向上運動，受到重力、支持力和摩擦力的作用。重力方向豎直向下，支持力與傳送帶垂直向上。貨物相對于傳送帶有向下運動的趨勢，所以貨物還要受到傳送帶對它的靜摩擦力。該摩擦力的方向與它相對于傳送帶的運動趨勢相反，即沿傳送帶斜向上。因為物體向右上方勻速運動，所以支持力不做功。物體運動方向與摩擦力方向一致，所以摩擦力對物體做功；物體在豎直方向上通過了距離，所以克服重力做功。因為物體勻速運動，所以物體的動能不變，重力勢能不斷增加，機(jī)械能總量增加，故該物體從A到B的過程機(jī)械能不守恒。類型二功和功率【點撥】功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程實質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化的過程；功率反映了物體做功的快慢。5．如圖，一顧客用一水平恒力F將購物車從粗糙斜坡的底端勻速推上頂端，斜坡長s，高h(yuǎn)，購物車(含車上物品)重G，在這個過程中，水平推力做的功為(D)A．0B．FsC．GhD．Feq\r(s2－h(huán)2)【解析】推力對購物車所做的功：W=Fs′=，故D正確，ABC錯誤。6．如圖所示，圖甲中某同學(xué)用彈簧測力計拉木塊，使它沿水平木板勻速滑動；圖乙是他兩次拉動同一木塊得到的路程隨時間變化的圖像。下列說法正確的是(B)A．木塊第二次受到的拉力較大B．第二次拉力對木塊做功的功率大C．運動相同的時間，第一次拉力對木塊做功多D．條件不足，無法比較拉力對木塊兩次做功大小和做功功率的大小【解析】由于木塊對水平木板的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木塊受到的摩擦力不變；而木塊兩次都做勻速直線運動，做勻速直線運動的物體受平衡力作用，所以兩次木塊受到的拉力和摩擦力相等，則兩次木塊受到的拉力相等。從圖中可以看出第二次木塊運動的速度較大，而木塊所受的拉力不變，根據(jù)P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv可知，第二次拉力對木塊做功的功率大。因為兩次拉力大小相同，運動相同的時間，第二次木塊運動的距離遠(yuǎn)，所以第二次拉力對木塊做功多。7．一定質(zhì)量的貨物在吊車鋼索的拉力作用下，豎直向上運動(不考慮空氣的阻力和鋼索的重力)，貨物運動的路程(s)—時間(t)的圖像如圖所示。根據(jù)圖像，下列判斷正確的是(A)A．2s時鋼索的拉力大小等于8s時鋼索的拉力大小B．貨物豎直向上運動時，4s時的速度小于10s時的速度C．0～6s內(nèi)鋼索拉力做的功小于6～12s內(nèi)鋼索拉力做的功D．貨物在0～12s內(nèi)的豎直向上運動過程中，鋼索拉力的功率保持不變【解析】A、根據(jù)圖示可知，物體在0～6s以較大的速度做勻速直線運動，物體在6～12s的內(nèi)以較小的速度做勻速直線運動，因為物體處于平衡狀態(tài)，拉力都等于物體的重力，故A正確；B、從圖象上看，0～6s和6s～12s物體以不同的速度做勻速直線運動，而0～6s過程中通過的路程是3m，6～12s的過程中通過路程為1m，因為相同時間內(nèi)通過的路程越多，速度越大，因此0～6s過程中的速度大于6～12s的過程中的速度，即4s時的速度大于10s時的速度，故B錯誤；C、從圖中可以看出，0～6s過程中通過的距離為3m；6～12s的過程中通過的距離為1m；而拉力相同，由W=FS可知，0至6s內(nèi)鋼索拉力做的功大于6s至12s內(nèi)鋼索拉力做的功；故C錯誤；D、由于速度發(fā)生了改變，根據(jù)P=Fv可知，在0至12s內(nèi)的豎直向上運動過程中，鋼索拉力的功率發(fā)生了改變；故D錯誤。8.隨著人們生活水平的不斷提高，城鄉(xiāng)間的交流不斷增多，從而加重了交通運輸?shù)呢?fù)擔(dān)，鐵路提速是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高運力的最好方法，但鐵路提速要解決許多具體的技術(shù)問題，其中提高機(jī)車牽引力功率是一個重要問題。已知勻速行駛時，列車所受阻力與速度平方成正比，即f=kv2，列車要提速，就需研制出更大功率的機(jī)車，那么當(dāng)機(jī)車分別以120千米/時和40千米/時的速度在水平軌道上勻速行駛時，機(jī)車的牽引力功率之比為（C）A.3：1B.9：1C.27：1D.81：1【解析】已知列車勻速行駛時所受阻力與速度平方成正比，即f=kv2，當(dāng)列車在水平軌道上勻速行駛時，牽引力等于阻力，即F=f=kv2，則機(jī)車的牽引力功率：P==Fv=kv2?v=kv3，所以，當(dāng)列車分別以120km/h=m/s和40km/h=m/s的速度在水平軌道上勻速行駛時，機(jī)車的牽引力功率之比：=27：1．故C正確。9.如圖所示的地面清潔機(jī)器人，質(zhì)量為3千克，要求對水平地面壓強不超過3000帕，機(jī)器人在水平地面運動時，所受推力與速度關(guān)系如圖所示。(g取10牛/千克)問：(1)該機(jī)器人與水平地面的接觸面積至少為多大?(2)該機(jī)器人所提供的水平推力為300牛時，勻速直線運動2秒能通過多遠(yuǎn)路程?此時水平推力做了多少功?(3)該機(jī)器人在水平地面上以0.5米/秒的速度勻速直線運動時，水平推力的功率是多大?【解析】（1）水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出壓力的大小，又知道對水平地面的最大壓強，根據(jù)S=F/p求出該機(jī)器人與水平地面的最小接觸面積；（2）由圖像可知，該機(jī)器人所提供的水平推力為300N時的速度，根據(jù)s=vt求出勻速直線運動通過的路程，根據(jù)W=Fs求出此時水平推力做的功；（3）根據(jù)圖像讀出該機(jī)器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速直線運動時推力的大小，利用P==Fv求出水平推力的功率?！敬鸢浮拷猓海?）該機(jī)器人與水平地面的壓力：F壓=G=mg=3kg×10N/kg=30N，由p=F/S可得，該機(jī)器人與水平地面的最小接觸面積：S=F壓/p=30N/3000Pa=0.01m2；（2）由圖像可知，該機(jī)器人所提供的水平推力為300N時的速度v=0.6m/s，由v=s/t可得，勻速直線運動通過的路程：s=vt=0.6m/s×2s=1.2m，此時水平推力做的功：W=Fs=300N×1.2m=360J；（3）由圖像可知，該機(jī)器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速直線運動時的推力F′=150N，則水平推力的功率：P=F′v′=150N×0.5m/s=75W。答：（1）該機(jī)器人與水平地面的接觸面積至少為0.01m2；（2）該機(jī)器人所提供的水平推力為300N時，勻速直線運動2s能通過1.2m的路程，此時水平推力做了360J的功；（3）該機(jī)器人在水平地面上以0.5m/s速度勻速直線運動時，水平推力的功率是75W。類型之三簡單機(jī)械【點撥】1.力臂是支點到力的作用線的距離，應(yīng)注意與力的作用點相區(qū)分。2.當(dāng)用滑輪(組)在水平方向上移動物體時，若動力作用在繩子自由端，則可將物體所受摩擦力看成“重力”，類比滑輪(組)在豎直方向上進(jìn)行分析；若摩擦力作用在繩子自由端，動力作用在動滑輪上，則可將動力看作“重力”。3.解決滑輪組中力和移動距離的問題時，應(yīng)明確繞在動滑輪上繩子的股數(shù)，幾股繩子拉住動滑輪，繩子的自由端移動的距離就是動滑輪移動距離的幾倍。10.如圖所示，一塊厚度、密度均勻的長方形水泥板放在水平地面上，用一豎直向上的力，欲使其一端抬離地面。已知長方形水泥板的重力作用點在對角線的交點，則（C）A.F甲>F乙，因為甲方法的動力臂長B.F甲<F乙，因為乙方法的阻力臂長C.F甲=F乙，因為甲、乙兩種方法動力臂都是阻力臂的兩倍D.無法判斷【解析】次抬起水泥板時，動力克服的都是水泥板的重力，對于形狀規(guī)則質(zhì)地均勻的物體，其重心都在其幾何中心上，所以阻力臂都等于動力臂的二分之一，即動力臂都是阻力臂的2倍。根據(jù)杠桿的平衡條件有F=G，所以前后兩次所用的力相同。11.如圖所示，用滑輪組提升重物時，重800牛的物體在10秒內(nèi)勻速上升了1米。已知繩子的拉力F為500牛，則提升重物的過程中（B）A.繩子自由端被拉下3米B.做的有用功是800焦C.拉力F的功率是80瓦D.滑輪組的機(jī)械效率是60%【解析】由圖可知，n=2，則繩子自由端被拉下的距離：s=nh=2×1m=2m，故A錯誤；做的有用功：W有=Gh=800N×1m=800J，故B正確；拉力做的總功：W總=Fs=500N×2m=1000J，拉力的功率：P==100W，故C錯誤；滑輪組的機(jī)械效率：η=，故D錯誤。12.如圖所示，水平臺面由同種材料制成，粗糙程度均勻，在它上面放著質(zhì)量為m1的木塊，將木塊用輕繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m2的重物相連。木塊在平行于臺面的輕繩的拉力作用下做勻速直線運動，運動一段時間，重物觸地后立即靜止，木塊繼續(xù)滑動一段距離停在臺面上。繩重、輪與軸的摩擦均忽略不計，下列說法中，正確的是（D）A.重物觸地后木塊繼續(xù)滑動的過程中，木塊的動能保持不變B.木塊勻速運動的過程中，木塊和重物所受的重力都不做功C.木塊勻速運動的過程中，木塊的機(jī)械能變大D.重物觸地后木塊繼續(xù)滑動的過程中，木塊所受摩擦力大小為m2g【解析】A、最初木塊受到繩子的拉力做勻速直線運動，說明木塊還要受到水平向左的摩擦力；重物觸地后木塊由于慣性會繼續(xù)向右滑動，木塊受到的拉力消失，在摩擦力的作用下，木塊的速度減小，所以木塊的動能越來越小，故A錯誤；B、木塊勻速運動的過程中，木塊在豎直方向上沒有移動距離，所以木塊的重力不做功；但重物向下移動了距離，所以重物所受重力做了功，故B錯誤；C、木塊勻速運動的過程中，木塊的質(zhì)量不變，速度和高度也不變，則木塊的動能和重力勢能都不變，所以木塊的機(jī)械能不變，故C錯誤；D、最初木塊受到繩子的拉力做勻速直線運動，木塊在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，所以木塊所受摩擦力f=F拉=m2g；重物觸地后木塊繼續(xù)向右滑動，由于壓力大小和接觸面的粗糙程度都沒有發(fā)生改變，所以木塊所受摩擦力大小仍然是m2g，故D正確。13．實驗探究：探究杠桿的平衡條件。數(shù)據(jù)如圖，利用鉤碼和刻度尺測量出杠桿平衡時各個力及其力臂，測得數(shù)據(jù)見表：次數(shù)動力F1(N)動力臂l1(cm)阻力F2(N)阻力臂l2(cm)11.0102.0521.550.51532.0151.520結(jié)論作圖(1)杠桿的平衡條件是__________。(2)實驗進(jìn)行3次的目的是_________。A.取平均值減小誤差B.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確C.歸納出物理規(guī)律(3)如圖，若用彈簧測力計的拉力作動力，請畫出其動力臂。答圖【答案】(1)F1L1=F2L2；(2)c；(3)如答圖?！窘馕觥竣俚谝淮螖?shù)據(jù)：F1L1=F2L21N×0.1m=2N×0.05m，F(xiàn)1L1=F2L2，第二組數(shù)據(jù)：F1L1=F2L21.5N×0.05m=0.5N×0.15m第三組數(shù)據(jù)：F1L1=F2L22N×0.15m=1.5N×0.2m杠桿的平衡條件為：F1L1=F2L2。②如果實驗次數(shù)太少，實驗研究得出結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，實驗結(jié)論必須在多次試驗的基礎(chǔ)上得出，這樣才能有效地避免實驗結(jié)果偶然性出現(xiàn)，故選c；③畫出其動力臂：14.如圖所示，質(zhì)量不計的光滑木板AB長1.6米，可繞固定點O轉(zhuǎn)動，離O點0.4米的B端掛一重物G，板的A端用一根與水平地面成30°夾角的細(xì)繩拉住，木板在水平位置平衡時繩的拉力是8牛。然后在口點的正上方放一質(zhì)量為0.5千克的小球，若小球以20厘米/秒的速度由O點沿木板向A端勻速運動，問：小球至少運動多長時間細(xì)繩的拉力減小到零?(g取10牛/千克，繩的重力不計)【解析】掌握杠桿的平衡條件，當(dāng)球在O點上方時，杠桿在繩的拉力和G的作用下平衡，確定繩的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件求出G的大小；當(dāng)繩的拉力為零時，則杠桿在小球和G的作用下恰好保持平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件求出小球?qū)Ω軛U力的力臂，從而根據(jù)t=s/v求出時間?！敬鸢浮孔龀隼Φ牧Ρ郏鐖D所示：根據(jù)杠桿平衡條件得：F繩×AO=G×BO，即：8N××（1.6m-0.4m）=G×0.4m∴G=12N（2）球的重力G球=m球g=0.5kg×10N/kg=5N當(dāng)繩子拉力為0時，設(shè)球離O點距離為L球，則根據(jù)杠桿平衡條件得：G球×L球=G×BO即：5N×L球=12N×0.4m，∴L球=0.96m=96cm運動時間t=。答：小球運動4.8s時繩子拉力為零。15.在一次車輛故障處置過程中，拖車所用裝置簡化如圖。為了盡快疏通道路，交警只用了30s的時間，指揮拖車在水平路面上將質(zhì)量是1.5t的故障車勻速拖離了現(xiàn)場。若故障車被拖離的速度是6m/s，繩子自由端的拉力F是500N，該裝置的機(jī)械效率是80%。求：(1)故障車在30s內(nèi)通過的路程。(2)拉力F在30s內(nèi)所做的功。(3)故障車在被拖離過程中受到的阻力?！窘馕觥浚?）知道故障車的速度和時間，利用s=vt求故障車在30s內(nèi)通過的路程；（2）由圖知，使用滑輪組克服阻力的繩子股數(shù)n=3，拉力端移動的距離s=3h，利用W=Fs求拉力F在30s內(nèi)所做的功；（3）由圖知，n=3，滑輪組的機(jī)械效率η=，據(jù)此求故障車在被拖離過程中受到的阻力?！敬鸢浮?1)由v＝eq\f(s,t)得，故障車在30s內(nèi)通過的路程s車＝vt＝6m/s×30s＝180m。(2)由圖可知，n＝3，繩子自由端移動的距離s繩＝3s車＝3×180m＝540m，拉力F在30s內(nèi)所做的功W＝Fs繩＝500N×540m＝2.7×105J。(3)水平滑輪組的機(jī)械效率η＝eq\f(W有用,W總)×100%＝eq\f(fs車,Fs繩)×100%＝eq\f(fs車,F×3s車)×100%＝eq\f(f,3F)×100%，所以故障車在被拖離過程中受到的阻力f＝3Fη＝3×500N×80%＝1200N。類型之四能量的轉(zhuǎn)化與守恒【點撥】1.做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。2.核能利用的方式有核聚變和核裂變，核電站利用的是核裂變。3.自然界中任何事件都遵循能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，能量的轉(zhuǎn)化具有一定的方向性。16．如圖所示，2018年4月2日8時15分左右，天宮一號目標(biāo)飛行器進(jìn)入大氣層，絕大部分器件在進(jìn)入大氣層過程中燒蝕銷毀，剩余部分落入南太平洋中部區(qū)域。天宮一號飛行器在這個過程中，下列說法正確的是(C)A．動能和重力勢能都增加B．機(jī)械能保持不變C．內(nèi)能是通過做功的方式改變的D．減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能【解析】A、天宮一號飛行器在進(jìn)入大氣層過程中，速度雖然變大，但質(zhì)量因燒蝕在不斷減小，所以動能不能確定；同時高度降低，重力勢能一定減小，故A錯誤；B、由于飛行器克服空氣的摩擦阻力做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以其機(jī)械能減小，故B錯誤；C、天宮一號飛行器在進(jìn)入大氣層過程中，與空氣發(fā)生摩擦，是通過做功的方式改變內(nèi)能的，故C正確；D、在整個過程中，減少的重力勢能會有一部分轉(zhuǎn)化為動能，所以不能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，故D錯誤。17.如圖所示，甲氣球裝入少量水后，將甲，乙兩個氣球吹成一樣大小，用細(xì)繩把它們掛在橫桿上，燭焰靠近氣球的底部加熱，發(fā)現(xiàn)乙氣球“啪”的一聲破了，而甲氣球加熱很長時間，仍安然無恙。(1)在加熱過程中，因為“燒不破”的甲氣球裝有水，水的比熱容較__________，且水蒸發(fā)過程需要__________熱，所以甲球的溫度升高得慢。(2)在加熱過程中，乙球內(nèi)氣體內(nèi)能增大，這是用__________的方法改變氣體的內(nèi)能?！敬鸢浮浚?）大；吸；（2）熱傳遞【解析】（1）甲氣球裝有水，在加熱過程中，因為水的比熱容較大，且水蒸發(fā)過程需要吸熱，所以甲球的溫度升高的慢，導(dǎo)致其“燒不破”；（2）在加熱過程中，乙球內(nèi)氣體內(nèi)能增大，是因為氣球內(nèi)的氣體吸收熱量，是用熱傳遞的方法改變氣體的內(nèi)能。18.“遼寧艦”服役，圓了中國航母夢。如圖所示為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度。氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹，對外做功，同時推動活塞，使艦載機(jī)獲得巨大的牽引力，此過程中蒸汽的__________能轉(zhuǎn)化為活塞的__________能。汽油機(jī)的__________沖程也會發(fā)生同樣的能量轉(zhuǎn)化。一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是30r/s，則汽油機(jī)每秒對外做功__________次。【答案】內(nèi)機(jī)械能做功15【解析】氣缸內(nèi)蒸汽體積膨脹，對外做功，蒸汽的內(nèi)能減小，內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，同時推動活塞，使艦載機(jī)獲得巨大的牽引力，這與四沖程汽油機(jī)的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。已知飛輪轉(zhuǎn)速為30r/s，說明飛輪1s轉(zhuǎn)動30圈；四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動2圈，對外做功1次，所以該汽油機(jī)每秒對外做功30/2=15次。19．如圖所示，某同學(xué)將兩個相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它們探究動能或重力勢能與哪些因素有關(guān)。(1)將A、B兩球(mA<mB)分別從兩斜面的相同高度處由靜止同時釋放，觀察到它們始終并排滾動且相對靜止。這表明在滾動的任一時刻，兩球的速度________，且兩球的速度跟________無關(guān)。(2)分別在水平桌面上的C、C′處放置相同的木塊，再將兩球分別從兩斜面的相同高度處由靜止同時釋放，觀察到________球?qū)⒛緣K撞得更遠(yuǎn)。由此可得出結(jié)論：①____________________________________________________________(從動能角度解釋)；②____________________________________________________________(從勢能角度解釋)?！敬鸢浮浚?）相同；質(zhì)量；（2）B；①運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大（物體的動能與它的質(zhì)量有關(guān)）；②高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢能越大（物體的重力勢能與它的質(zhì)量有關(guān)）?！窘馕觥浚?）由于兩球從相同的高度同時滾落，且在每一時刻，兩者的位置都相對靜止，即，經(jīng)過了相同的時間，運動的距離相同，由此可知，兩球的速度始終相等。由題意知，兩個球的質(zhì)量不同，但在每一時刻的速度相同，所以兩個球的速度大小與質(zhì)量無關(guān)。（2）到達(dá)底端時，兩球的速度相等，由于B球的質(zhì)量大，所以，根據(jù)動能的決定因素可知，其動能就大，將木塊撞擊的就遠(yuǎn)。A、B兩個球的速度大小相同，由于質(zhì)量的不同導(dǎo)致了兩個球的動能不同，并且質(zhì)量大的物體的動能大，由此可得出如下結(jié)論：運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大或物體的動能與它的質(zhì)量有關(guān)。球在向下滾動的過程中，是將球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，B球的動能大，說明B球原有的重力勢能也大，由于A、B兩球的高度相同，質(zhì)量不等，由此可以得出，物體的重力勢能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，且質(zhì)量越大，重力勢能就越大。類型之五電功和電功率【點撥】1.用電器有電流通過時消耗電能，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么電熱就等于電功。2.電功計算公式：W=UIt=Pt，在純電阻電路中，W==I2Rt；電功率的計算公式：P==UI，在Rt純電阻電路中，P==I2R。20．如圖所示，電源電壓不變，R2＝30Ω，R3＝10Ω。只閉合S1，電流表示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為4.0V，則定值電阻R1為________Ω，電源電壓為________V。閉合S1、S2、S3，電流表、示數(shù)之比為________，通電1min電阻R1產(chǎn)生的熱量為________J?！敬鸢浮?0；6；5：2；108【解析】（1）只閉合S1，電阻R1、R3串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是電阻R1兩端的電壓。由歐姆定律可得R1的阻值：R1=；根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得，電源電壓：U=I（R1+R3）=0.2A×（20Ω+10Ω）=6V；（2）閉合S1、S2、S3，電阻R1、R2并聯(lián)，電流表A1測量的是干路中的總電流，A2測量R2的電流，電壓表測量的是電源電壓；則通過R1的電流：I1=，A2的示數(shù)（通過R2的電流）：I2=，所以干路中電流表A1的示數(shù)：I=I+I2=0.3A+0.2A=0.5A，電流表A1、A2示數(shù)之比為；通電1minR2產(chǎn)生的熱量：Q2=I22R2t=（0.3A）2×20Ω×60s=108J。21.如圖所示為電路元件甲和標(biāo)有“2.5V1.25W"字樣的元件乙的電流與兩端電壓關(guān)系的圖像。若把甲和乙并聯(lián)后接在電壓為2伏的電源兩端，電路的總功率是__________瓦；若把甲和乙串聯(lián)在電源電壓為3伏的電路中，乙的實際功率是__________瓦；若把乙和規(guī)格為“3V3W”的燈泡L(燈絲電阻不變)串聯(lián)在電源兩端，在保證電路元件安全的情況下，電源電壓最大為__________伏?！敬鸢浮?.20.44【解析】（1）把甲和乙并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端時，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩元件兩端的電壓U甲=U乙=2V，由圖象可知，通過兩元件的電流分別為I甲=0.4A，I乙=0.2A，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流：I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A，電路的總功率：P=UI=2V×0.6A=1.2W；（2）把甲和乙串聯(lián)在電源電壓為3V的電路中時，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且總電壓等于各分電壓之和，所以，由圖象可知，當(dāng)電路中的電流I′=0.2A，U甲′=1V，U乙′=2V時滿足U甲′+U乙′=U，此時乙的實際功率：P乙=U乙′I′=2V×0.2A=0.4W；（3）若把乙和“3V

3W”的燈泡L（燈絲電阻不變）串聯(lián)在電源兩端，由P=UI可得，兩燈泡的額定電流分別為：I乙=，IL=，由I=U/R可得，燈泡L的電阻：RL==3Ω；因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，在保證電路元件安全的情況下，電路的最大電流I大=I乙=0.5A，此時乙燈泡兩端的電壓U乙=2.5V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電路兩端的最大電壓：U大=I大RL+U乙=0.5A×3Ω+2.5V=4V。22．在測定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率的分組實驗中：(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整。(2)小明閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障可能是________________。排除故障后，移動滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡額定功率為________W。(3)小華在進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)處理時，算出了小燈泡的平均功率(如表)，你認(rèn)為這樣處理數(shù)據(jù)是____________(選填“合理”或“不合理”)的，理由：____________________________________________。實驗序號電壓U(V)電流I(A)功率P(W)平均功率eq\o(P,\s\up6(－))(W)①2.00.260.520.69②2.50.280.70③2.80.300.84(4)下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是________。ABCD【答案】（1）如圖；（2）小燈泡斷路；0.75；（3）不合理；小燈泡在不同實際電壓下的實際功率不同反映了小燈泡的明暗程度不同，求平均值沒意義；（4）B?！窘馕觥浚?）由小燈泡額定電壓為“2.5V”，可選電壓表的量程為“0～3V”，滑動變阻器要一上一下連接，小燈泡的右接線柱與滑動變阻器的上接線柱連接；（2）電壓表并聯(lián)在燈的兩端有示數(shù)，而燈不亮，說明小燈泡的兩接線柱接觸不良或小燈泡與燈座接觸不良，即小燈泡斷路；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表的示數(shù)I=0.3A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；（3）燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，小華的說法是不合理的；小燈泡在不同實際電壓下的實際功率不同反映了小燈泡的明暗程度不同，求平均值沒意義；（4）小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，由公式可得，小燈泡功率P=I2RL=RL，小燈泡的功率P隨滑動變阻器阻值R增大時，電流減小，功率減小，利用數(shù)學(xué)知識對比圖可選B。23.小明和小紅分別用如圖所示的裝置，探究電流一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。他們分別將兩段阻值不同的電阻絲(R1<R2)密封在完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與氣球相連。(設(shè)他們所用的各種同類器材性能均相同)(1)在這個實驗中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過______________________體現(xiàn)出來的。(2)他們同時開始進(jìn)行實驗，a、b、c、d四個氣球中鼓起來最快的是___________。(3)小紅和小明的實驗方案，_________(填“小紅”或“小明”)是錯誤的，理由是____________________。(4)本實驗中，應(yīng)用的物理方法有___________法和轉(zhuǎn)換法，請你再舉一個同樣也用到這兩個實驗方法的物理實驗：__________________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）氣球膨脹體積大小；（2）c；（3）小紅的方案；因為他的實驗中，R1與R2電流不相同，無法探究出電流一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；（4）控制變量；電阻大小的影響因素、影響蒸發(fā)快慢的因素?！窘馕觥浚?）從實驗中可以看出，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過氣球膨脹體積大小來判斷的。（2）根據(jù)焦耳定律，小紅的方案中，通過電流和通電時間相同，根據(jù)公式Q=I2Rt，b鼓起的最早；小明的方案中，兩電阻并聯(lián)，兩端的電壓和通電時間相同，根據(jù)公式Q=U2/Rt，所以C鼓起的最早，b與c相比較，c電阻兩端的電壓大于b中電阻兩端的電壓，且c的電阻小于b的電阻，因此，c中的電流會大于b中的電流，由焦耳定律Q=I2Rt可知，c比b先鼓起。（3）小紅的方案中，兩電阻的電流不同，所以無法探究一定時，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。（4）據(jù)上面的分析可知，此實驗中應(yīng)用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，如研究電阻大小的影響因素、探究影響蒸發(fā)快慢的因素等實驗也用到了該方法。24．圖甲是某家用電熨斗。電路原理如圖乙，R1、R2為發(fā)熱體，R1的阻值為110Ω，通過S1、S2實現(xiàn)溫度控制。電源電壓為電熨斗的額定電壓220V，電熨斗消耗的最大功率為660W。(1)只閉合S1，求通過R1的電流。(2)只閉合S2，求R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。(3)為適應(yīng)更多衣料，小明對電路做了改造(如圖丙)。當(dāng)電熨斗控制開關(guān)S1、S2處于原低溫工作狀態(tài)不變時，移動滑片P，相應(yīng)發(fā)熱體的功率可在原功率的25%～100%之間變化。求滑動變阻器最大阻值至少為多少？【解析】（1）由圖乙電路圖可知，只閉合S1時，電路圖為R1的簡單電路，根據(jù)歐姆定律求出通過R1的電流；（2）由圖乙電路圖可知，閉合S1、S2時，R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，根據(jù)P=UI=U2/R可知，電熨斗消耗的功率最大，根據(jù)P=UI求出電路的最大總電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響可知通過R1的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R2的電流，即為只閉合S2時通過R2的電流，利用Q=W=UIt求出R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；（3）先判斷出乙圖中電路的最小電流，此時電熨斗的功率最小，處于低溫工作狀態(tài)，根據(jù)歐姆定律求出R2的阻值；圖丙中，控制電熨斗原低溫工作狀態(tài)不變時，應(yīng)只閉合S2，電路為R2與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)發(fā)熱體的功率為原功率的25%時，滑動變阻器完全接入電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI=I2R=U2/R求出此時電路的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時電路的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器最大阻值的最小值。【答案】(1)電阻R1和R2并聯(lián)。只閉合S1時，通過R1的電流I1＝eq\f(U,R1)＝eq\f(220V,110Ω)＝2A。(2)R1消耗的電功率P1＝UI1＝220V×2A＝440W。只閉合S2時，只有R2接入電路，R2消耗的電功率P2＝P－P1＝660W－440W＝220W，R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2＝W2＝P2t＝220W×60s＝13200J。(3)R2的實際電阻R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,220W)＝220Ω。當(dāng)?shù)蜏負(fù)鮎2相應(yīng)發(fā)熱功率為25%時，即R2的最小功率為P最?。?5%×220W＝55W時，R2兩端的實際電壓為U2實＝eq\r(P2實R2)＝eq\r(55W×220Ω)＝110V。通過R2的實際電流I2＝eq\f(U,R2)＝eq\f(110V,220Ω)＝0.5A；此時R2與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器兩端的實際電壓U變＝U—U2實＝220V－110V＝110V，通過滑動變阻器的實際電流I＝0.5A；滑動