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干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒．此過程中活塞對筒內氣體做功，氣體的內能增加，這與四沖程汽油機的壓縮 沖程的能量轉化相同．某臺汽油機飛輪的轉速為2400r/min，在1min內，汽油機完成1200個工作循環(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_A（6V 3W）、L_B（6V  6W），不考慮溫度對燈絲電阻的影響，則它們的電阻之比 R_A：R_B=2：1；若將它們串聯后接到某電源兩端，為使它們的電功率都不超過它們的額定功率，則該電源電壓的最大值為9V．

Answer 1

分析 （1）改變內能的方法有：做功和熱傳遞；當對物體做功，物體的內能將增大，溫度升高；內燃機有四個沖程，在?壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機械能轉化為內能；汽油機的一個工作循環(huán)由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個沖程組成．在一個工作循環(huán)中曲軸轉2圈，飛輪轉2周，做功一次．
（2）由U-I圖象找出電壓對應的電流，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；根據電阻的并聯特點求出兩電阻并聯時電路中的總電阻，再根據歐姆定律求出干路電流．
（3）兩電阻并聯，電流表測量總電流，根據公式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，應用串聯電路特點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；說明壓縮筒內空氣做功，使空氣的內能增加；壓火儀實驗中，活塞的機械能轉化為空氣的內能，與內燃機的壓縮沖程相似；
四沖程汽油機的飛輪轉速為2400r/min，因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成四個工作沖程，做功1次，所以1min完成1200個工作循環(huán)．
（2）由圖象可知，當U=2V時，對應的電流I_R=0.1A，
由歐姆定律得：R_R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω；
若將它們并聯接在電壓為2V的電源兩端，由圖可知：通過R的電流是0.1A，通過L的電流是0.25A，
由于并聯在電路中，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；
串聯電路電流處處相等，兩燈泡串聯，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．

點評 （1）根據改變物體內能的方法以及內燃機的工作過程和原理（能量的轉化）；知道在一個工作循環(huán)中曲軸轉2圈，飛輪轉2周，做功一次可解答此題．
（2）本題考查了并聯電路的電流特點和歐姆定律的應用，關鍵是根據圖象讀出相關的信息．
（3）本題考查并聯電路電阻的計算和歐姆定律公式及其變形的應用，關鍵是歐姆定律的應用．
（4）本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律公式的應用，關鍵是知道兩燈泡串聯時電路中的最大電流為兩燈泡額定電路的較小值．