Question

11．（1）如圖1所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒．此過(guò)程中活塞對(duì)筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，這與四沖程汽油機(jī)的壓縮 沖程的能量轉(zhuǎn)化相同．某臺(tái)汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1min內(nèi)，汽油機(jī)完成1200個(gè)工作循環(huán)．

（2）如圖2是燈泡L和電阻R中電流隨電壓變化的圖象．由圖象可知，電阻R的阻值為20Ω．若將它們并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端，電路中的總電流為0.35A．
（3）如圖3所示的電路中，R_l=6Ω，R₂=12Ω，電流表示數(shù)為0.4A．則AB兩端的電壓=1.6 V．
（4）兩只小燈泡的規(guī)格分別為L(zhǎng)_A（6V 3W）、L_B（6V  6W），不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，則它們的電阻之比 R_A：R_B=2：1；若將它們串聯(lián)后接到某電源兩端，為使它們的電功率都不超過(guò)它們的額定功率，則該電源電壓的最大值為9V．

Answer 1

分析 （1）改變內(nèi)能的方法有：做功和熱傳遞；當(dāng)對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能將增大，溫度升高；內(nèi)燃機(jī)有四個(gè)沖程，在?壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個(gè)沖程組成．在一個(gè)工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)2圈，飛輪轉(zhuǎn)2周，做功一次．
（2）由U-I圖象找出電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出電阻的阻值，然后比較兩電阻阻值的大小；根據(jù)電阻的并聯(lián)特點(diǎn)求出兩電阻并聯(lián)時(shí)電路中的總電阻，再根據(jù)歐姆定律求出干路電流．
（3）兩電阻并聯(lián)，電流表測(cè)量總電流，根據(jù)公式U=IR可求電源電壓．
（4）由燈泡銘牌可知其額定功率與額定電壓，應(yīng)用電功率公式求出燈泡電阻與燈泡的額定電流，然后求出燈泡電阻之比，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電源電壓的最大值．

解答 解：
（1）在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力將活塞迅速向下壓，棉絮燃燒起來(lái)；說(shuō)明壓縮筒內(nèi)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加；壓火儀實(shí)驗(yàn)中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似；
四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min，因?yàn)橐粋�(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成四個(gè)工作沖程，做功1次，所以1min完成1200個(gè)工作循環(huán)．
（2）由圖象可知，當(dāng)U=2V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流I_R=0.1A，
由歐姆定律得：R_R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω；
若將它們并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端，由圖可知：通過(guò)R的電流是0.1A，通過(guò)L的電流是0.25A，
由于并聯(lián)在電路中，干路電流等于各支路的電流之和，
所以干路電流是I=I_R+I_L=0.1A+0.25A=0.35A．
（3）電源電壓U=IR=I×$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=0.4A×$\frac{6Ω×12Ω}{6Ω+12Ω}$=1.6V．
（4）由P=UI可知，燈泡額定電流：I_A=$\frac{{P}_{A}}{{U}_{A}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，I_B=$\frac{{P}_{B}}{{U}_{B}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈泡電阻：R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，R_B=$\frac{{U}_{B}}{{I}_{B}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
燈泡電阻阻值：R_A：R_B=12Ω：6Ω=2：1；
串聯(lián)電路電流處處相等，兩燈泡串聯(lián)，電路最大電流等于燈泡的較小額定電流，
即電路最大電流：I=I_A=0.5A，由I=$\frac{U}{R}$可知，電源最大電壓：
U=I（R_A+R_B）=0.5A×（12Ω+6Ω）=9V；
故答案為：（1）增加；壓縮；1200；（2）20；0.35；（3）1.6；（4）2：1；9．

點(diǎn)評(píng) （1）根據(jù)改變物體內(nèi)能的方法以及內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程和原理（能量的轉(zhuǎn)化）；知道在一個(gè)工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)2圈，飛輪轉(zhuǎn)2周，做功一次可解答此題．
（2）本題考查了并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出相關(guān)的信息．
（3）本題考查并聯(lián)電路電阻的計(jì)算和歐姆定律公式及其變形的應(yīng)用，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用．
（4）本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道兩燈泡串聯(lián)時(shí)電路中的最大電流為兩燈泡額定電路的較小值．