以下是一道高二物理选择性必修一的电能和相关例题:
某同学在做“测定小灯泡的功率”实验时,实验电路连接完整并正确,电源由两节新的干电池串联,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)该同学在实验时,发现电压表、电流表已损坏,但电压表“-”和“3”两个接线柱还能使用,电流表“0~0.6A”和“0~3A”两个接线柱还能使用。为了完成实验,他选择了电压表“-”和“3”两个接线柱接入电路,并重新进行实验操作。你认为该同学能否完成实验?
(2)该同学在实验中,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数约为0.3A。为了测定小灯泡的额定功率,他移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数约为2.2V时,电流表的示数恰好为额定电流。此时滑动变阻器连入电路的阻值为多少?
(3)小灯泡的额定功率为多少?
【分析】
(1)该同学能完成实验,因为电源由两节新的干电池串联,故电压为3.75V,电压表可测电源电压,灯泡正常发光。
(2)根据串联电路分压原理可知,当电压表的示数为2.2V时,滑动变阻器分得的电压为:$U_{滑} = 3.75V - 2.2V = 1.55V$;根据欧姆定律可得:$R_{滑} = \frac{U_{滑}}{I} = \frac{1.55}{0.3} = 5.17\Omega$。
(3)小灯泡的额定功率为:$P_{额} = UI = 2.5 \times 0.3 = 0.75W$。
【解答】
(1)能完成实验
(2)滑动变阻器连入电路的阻值为$5.17\Omega$
(3)小灯泡的额定功率为$0.75W$
以下是一道关于高二物理选择性必修一电能和的相关例题:
【例题】一个电容器C和一个阻值等于电容器C值的电阻器R串联起来,接在电压为U的直流电源上。求该电容器储存的电能。
根据串联电路的规律,电容器的电压等于电阻器的电压,即U_c = U - IR,其中I为电流,R为电阻器阻值,等于电容器的值。因此,电容器的电压就是电源电压U。
又因为电容器的储能W_e = 1/2CU^2,将电压代入可得W_e = 1/2CU^2_c。
由于电阻器和电容器的值相等,所以电流I = 0,即电路中没有电流。因此,W_e = 1/2CU^2_c = 1/2C × U^2。
这道题考察了电能和电容器的储能公式,需要理解串联电路的电压分配规律和电容器的储能公式才能正确解答。
高二物理选择性必修一中的电能和相关内容,常见的问题包括以下几个方面:
1. 电能的概念:学生可能会对电能的具体定义和计算方式感到困惑,比如电能的计算公式、单位等。
2. 电功和电功率:学生需要理解电功和电功率的概念,并能够根据功率和电压、电流的关系进行计算。
3. 电池的电能:当讨论电池的电能变化时,学生需要理解这涉及到电池的放电和充电过程,需要考虑到能量的转化和转移。
4. 电能向其他形式能量的转化:在涉及到电能向热能、光能、机械能等的转化时,学生需要理解这个过程的具体机制和计算方法。
5. 电路分析:在涉及到电路的电能分析时,学生需要理解电路的组成和各种元件的性质,以及它们如何影响电路的电能。
以下是一些例题,可以帮助你理解和应用这些概念:
1. 一节干电池充电后,储存的电能增加了120J,那么这个电池储存了多少化学能?
2. 一段电路中,电流从电源流出,经过一个电阻器后返回电源,已知这个电阻器消耗了10W的电能,那么经过了多少时间?
3. 一段电路中,电源电动势为6V,内阻为2欧姆,外电阻为4欧姆。求这段电路的总电流做的功。
4. 一段电路中,电源电动势为8V,内阻为2欧姆,有一个灯泡接入电路中,灯泡电阻为4欧姆。求灯泡消耗的功率。
希望这些例题能帮助你更好地理解和应用电能和相关概念。请注意,由于不同的问题可能有不同的解答方式,因此可能需要结合具体的问题进行深入的理解和应用。
