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(2009?南寧)如圖是老師上課用的投影儀,小明對投影儀產生了濃厚的興趣.他在弄清了其成像原理后,還發現它內部有一只燈泡為投影儀提供光源,還有一個鼓風機(風扇)為其散熱,這種型號的投影儀的銘牌如表.
電源工作電壓 220V 電源頻率 50Hz
光源電壓 24V 光源電流 10.0A
鼓風機電壓 220V 鼓風機電流 0.1A
(1)請計算這臺投影儀正常工作時總功率是多大?
(2)小明猜想:投影儀的光源可能是采用串聯電阻分壓的方法使燈泡L正常發光,電路如圖所示,其中R為串聯電阻.請幫小明求出:為使燈泡正常發光,R的阻值為多大?
(3)請通過計算分析,這臺投影儀的光源采用上述串聯電阻分壓的方法可行嗎?為什么?
分析:(1)讀懂投影儀的名牌,看清名牌中的各個部分的電壓和電流,然后用公式P=UI計算即可解決;
(2)據串聯電路中的電流處處相等的關系可知,此時通過電阻R的電流也是10A;據串聯電路中各用電器電壓之和等于總電壓的特點知,此時據總電壓能計算出R兩端的電壓,進而運用歐姆定律即可求出此時R的電阻;
(3)據上面所計算出來的電阻值,運用熱功率公式計算分析R的電功率,考慮實際情況即可判斷.
解答:解:(1)此時光源的電功率是P光源=U光源I光源=24V×10A=240W;
此時的風機的功率是P風機=U風機I風機=220V×0.1A=22W;
故 此時這臺投影儀正常工作時的總功率是P=P光源+P風機=240W+22W=262W;
答:這臺投影儀正常工作時總功率是262W.
(2)由于串聯電路中,各部分用電器的電壓之和等于總電壓,故此時R兩端的電壓是:UR=U電源-U光源=220V-24V=196V;
由于串聯電路中電流處處相等,故此時通過R的電流是I=10A,
故此時電阻R的阻值是:R=
UR
IR
=
196V
10A
=19.6Ω;
答:為使燈泡正常發光,R的阻值為19.6Ω.
(3)若采用串聯電阻分壓的方法時,所選用電阻消耗的功率為:PR=IR2R=(10A)2×19.6Ω=1960W
因為所選用電阻消耗的功率為1960W,遠大于投影儀正常工作時所消耗的功率,同時電阻將產生大量的熱量,實際使用中很難有效的解決散熱問題,因此容易燒毀投影儀.所以,這臺投影儀的光源不宜采用串聯電阻降壓.
點評:知道串并聯電路中電流和電壓的關系,并能熟練的運用電功率和歐姆定律的公式進行計算是解決該題的關鍵.
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       測量值
次數
鐵塊質量(g) 細繩長度(cm) 30個周期(s) 周期(s)
1 10 50 42.0 1.4
2 10 80 54.0 1.8
3 20 50 42.0 1.4
4 20 80 54.0 1.8
(1)若直接測出一個周期,測得的周期誤差較

(2)在第1、2次實驗中,小明用“保持質量不變,改變細繩長度”方法來探究擺的周期與細繩長度的關系,這是物理學中研究問題常用的
控制變量
控制變量
法.
(3)通過比較第l、2次實驗的兩組數據,得出的實驗結論是
在擺的質量一定時,擺長越長,周期越大
在擺的質量一定時,擺長越長,周期越大

通過比較第
1、3或2、4
1、3或2、4
實驗的兩組數據,得出的實驗結論是:擺的周期與小鐵塊的質量無關.
(4)通過實驗分析,小明得出的實驗結論是
擺的周期與小鐵塊的質量無關,與擺長有關
擺的周期與小鐵塊的質量無關,與擺長有關

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