家庭电路有一支标有铭牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、钟表,请用二种方法搞清这只灯泡此时的功率,说明道理,并写出表达式。
实验探究:
[提出问题]
给你额定电压为6V的小灯泡—只,你能测出它发光时的电功率吗?
[制定计划与设计实验]
①根据电功率公式,要测电功率需测出电压U和电流I;②设计如图甲所示的电路进行实验,选择图乙所示的仪器和器材(用笔画线进行连接);③为比较不同电压下灯泡工作的功率,实验进行三次.
[进行实验与收集证据]
通过实验(步骤略),得到如下数据:
[交流与合作]
请你讨论下列问题以便同其他同学交流:
(1)完成上面数据表的填写;
(2)写出计算灯泡额定功率的计算过程.
武汉等地生产的混合动力汽车曾服务于北京奥运。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
(1)根据以上描述,混合动力汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时的主要能量转化过程为:燃料的化学能转化为蓄电池储存的 能和汽车行驶的 能。
(2)图表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数,试求该蓄电池组最多可储存多少电能。
电压/v |
300 |
功率/w |
30 |
容量/Ah |
100 |
质量/kg |
320 |
(3)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h ,观察仪表盘,发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油4.475kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中,测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg,汽车行驶时所受阻力 f和车速V的关系如右图所示。试计算该汽车内燃机的效率(不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失)。
清明节,爸爸开车带着李兵从市区出发沿高速到白云山扫墓,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,热机效率为30%,汽油的热值为4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:
(1) 汽车静止时对路面的压强.
(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率.
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返138km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
如图所示,小名同学利用图中滑轮组将货物运送到楼上(每个滑轮等重,不计绳重和摩擦)。若每次运送货物都匀速拉动绳子,且提升同样的高度,货物重G从200N开始逐渐增加至1800N,直到绳子被拉断。图乙是以上实验操作过程中滑轮组的机械效率η随货物重力G增加而变化的图像。请根据提供的相关信息完成以下问题:
(1)每个滑轮的重是多少?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少?
(3)若借用此滑轮组提升其他重物,在6s内将质量为60kg的重物提高1m,此时滑轮组的机械效率为80%,则:①提升重物所做有用功是多少?②提起重物所做的总功是多少?(g=10N/kg)
学校进行物理实验室仪器升级工程,买了30套总质量为300 kg的实验器材,每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7 m高的物理实验室。
(1)实验员至少需要做多少功?(不考虑他克服自身重力所做的功,取g =10N/kg)
(2)如图所示,假设实验员身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去,那么他每次搬运的实验器材箱数N应为多少?
(3)不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间,求实验员搬运这批实验器材需要的最短时间是多少秒?
不计绳重和摩擦,利用图所示甲、乙两装置(每个滑轮相同),分别用力把同一物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功,则
A.η甲=η乙,W甲=W乙 |
B.η甲>η乙,W甲>W乙 |
C.η甲<η乙,W甲<W乙 |
D.η甲>η乙,W甲<W乙 |
用如图所示的滑轮组在20s内将重600N的物体从地面竖直提高4m,所用拉力是250N。在这个过程中,求:
(1)有用功是多少?
(2)拉力的功率是多少?
(3)滑轮组机械效率是多少?
小明家轿车油箱内装有10kg汽油,劳动节爸爸带小明驾车到离家路程为100km远的外婆家,轿车沿高速公路行驶1小时到达目的地。假设轿车是匀速行驶且受到的阻力为920N。已知汽油完全燃烧产生的内能有25%转化为机械能,汽油的热值为4.6×l07J/kg。求:
(1)轿车行驶的速度;
(2)轿车到外婆家牵引力所做的功;
(3)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
如图所示,用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体,物体在5s内竖直上
升了2m,人拉绳的力为250N(不计绳重和摩擦).
(l)对重物做的有用功是多少? (2)动滑轮重为多少?
(3)人拉绳子做功的功率是多少? (4)滑轮组的机械效率是多少?
如图所示,是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中,工人用400 N的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内:
(1)拉力F所做的有用功是多少?
(2)拉力F做功的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
济南市郊区某村为灌溉农田,购置了甲、乙两台抽水机。若甲抽水机的功率比乙抽水机的功率大,则在它们都正常工作时,甲抽水机一定比乙抽水机
( )
A.做功多 | B.做功少 | C.做功快 | D.做功慢 |
用一个动滑轮匀速提升质量为20kg的物体,所用竖直向上的拉力为125N.物体上升2m的过程中,拉力所做的有用功为 J,总功为 J,动滑轮的机械效率为 .(g取10N/kg)
如图所示,是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中,工人用400N的拉力F在1min内将总重为900N的泥土匀速提升5m。在这段时间内
A.拉力F做的有用功4500J |
B.拉力F做功的功率约33W |
C.动滑轮重300N |
D.滑轮组的机械效率75% |
如图所示,物体A重240N,动滑轮重60N,用力F将物体以1m/s的速度匀速竖直提升,若不计绳的重和摩擦,拉力F的大小是 _____ N,经历1s时间,拉力F做的功为 _____ J,功率是 _______ W,该装置的机械效率是_______。