电子课本网 › 第28页

第28页

信息发布者：

解：​$(1)$​有用功​$W_{有用}=G_{物}h=400\ \mathrm {N}×10\ \mathrm {m}=4000\ \mathrm {J}$​

​$(2)$​绳子自由端移动的距离​$s=10\ \mathrm {m}×2=20\ \mathrm {m}$​，工人​$ $​所用拉力做的功​$W_{总}=Fs=250\ \mathrm {N}×20\ \mathrm {m}=5000\ \mathrm {J}$​，拉​$ $​力的功率​$P=\frac {W_{总}}{t}=\frac {5000\ \mathrm {J}}{50\ \mathrm {s}}=100\ \mathrm {W}$​

​$(3)$​由机械效率公式可得动滑轮的机械效率

​$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac {4000\ \mathrm {J}}{5000\ \mathrm {J}}×100\%=80 \%$​

解：​$(1)$​由​$P=UI $​可得，灯泡正常发光时的电流​$I_{额}=\frac {P_{额}}{U_{额}}=\frac {3\ \mathrm {W}}{6\ \mathrm {V}}=0.5\ \mathrm {A}$​

​$(2)$​闭合​$ $​开关​$S$​，将开关​$S_{1}$​拨至​$2$​，滑片​$P $​移至​$a$​端时，定值电阻​$R $​被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡​$L_{工作}$​，由灯泡正常发光可知，电源电压​$U=U_{额}=6\ \mathrm {V}$​；滑片​$P $​移至​$b$​端，开关​$S_{1}$​拨至​$1$​，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡​$L $​被短路，电阻​$R $​与滑动变阻器​$R_{1}$​串联，根据​$Q=I^2Rt $​可得，定值电阻​$R $​工作​$10 \mathrm {\mathrm {min}}$​

产生的热量​$Q = I^2Rt =(\frac {U}{R+R_{1}})^2Rt= (\frac {6\ \mathrm {V}}{10\ \mathrm {Ω}+20\ \mathrm {Ω}})^2×10\ \mathrm {Ω}×10×60\ \mathrm {s}= 240\ \mathrm {J} $​

​$(3)$​接着将开关​$S $​拨回​$2$​，灯泡​$L $​与滑动变阻器​$R_{1}$​串联，电流表测量电路中的电流，由​$U=IR $​可得，滑动变阻器两端的电压​$U_{1}=I_{实}R_{1}=0.24\ \mathrm {A}×20\ \mathrm {Ω}=4.8\ \mathrm {V}$​，灯泡​$L $​两端的实际电压​$U_{实}=U-U_{1}=6\ \mathrm {V}-4.8\ \mathrm {V}=1.2\ \mathrm {V}$​，灯泡的功率​$P_{实}=U_{实}I_{实}=1.2\ \mathrm {V}× 0.24\ \mathrm {A}=0.288\ \mathrm {W}$​