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(2017杭州)如图是小金研究电动机转动是否对小…

2017-8-2 11:03:31 编辑:zhu 查看次数: 手机版
试题内容:
(2017杭州)如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关,观察小灯泡的亮度;接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化(已知:小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)。由此请你回答:
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(1)在电动机未转动时,t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。   
(2)在电动机转动时,电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。   
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮,你认为小金的判断正确吗?并根据学过后知识给以解释。   
考点分析:
答案解析:
【答案】(1)17教育网:www.17jiaoyu.com
(2)大于
(3)不正确,不转时W总功=Q电路  UI1t=I12(R+r)t   17教育网:www.17jiaoyu.com
转动时W'总功>Q'电路   UI2t>I22(R+r)t   17教育网:www.17jiaoyu.com
故I2< I1  , 灯泡变暗                   
【考点】焦耳定律的计算公式及其应用               
【解析】【分析】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,根据焦耳定律的公式写出表达式; (2)(3)在电动机转动时,消耗的电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能。
【解答】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流为:I=17教育网:www.17jiaoyu.com
; 根据焦耳定律可知,t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为: W=Q=UIt=U17教育网:www.17jiaoyu.com t=17教育网:www.17jiaoyu.com
(2)在电动机转动时,电流所做的功主要有两个利用:一个是转化为电动机的机械能,另一个是转化为灯泡和电动机的内能;故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功;
(3)电动机转动后,电动机会消耗一部分能量,使得电功转化而成的内能减小,故灯泡的亮度会变暗,所以小金的判断时错误的;
不转时W总功=Q电路  UI1t=I12(R+r)t   17教育网:www.17jiaoyu.com , 转动时W'总功>Q'电路   UI2t>I22(R+r)t   17教育网:www.17jiaoyu.com , 故I2< I1  , 灯泡变暗。
故答案为:(1) ;(2)大于;(3)不正确,不转时W总功=Q电路  UI1t=I12(R+r)t   17教育网:www.17jiaoyu.com , 转动时W'总功>Q'电路   UI2t>I22(R+r)t   17教育网:www.17jiaoyu.com , 故I2< I1  , 灯泡变暗。   
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