Question

5．電學(xué)問(wèn)題，千姿百態(tài)，異彩紛呈．請(qǐng)認(rèn)真思考并解決以下各題：

（1）絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，是因?yàn)椴ＡО粼谀Σ吝^(guò)程中失去（選填“得到”或“失去”）電子；
（2）連接圖1的實(shí)物圖，滿(mǎn)足以下三個(gè)要求：①只閉合S₁時(shí)，L₁光發(fā)，L₂不發(fā)光；②只閉合S₂時(shí)，L₁、L₂都不發(fā)光；③S₁、S₂都閉合時(shí)，L₁、L₂都發(fā)光．
（3）圖2中，甲、乙是電流表或電壓表．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，若要使電阻R₁、R₂并聯(lián)，則甲是電壓表，乙是電流表
（4）在圖3示的電路中，電源電壓恒為3V，閉合開(kāi)關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.3A；再閉合開(kāi)關(guān)S₁，電流表的示數(shù)0.5A，此時(shí)R₁的電功率為0.6W，電路的總電阻為6Ω；
（5）下表列出了小王家兩件家用電器銘牌上的主要項(xiàng)目：

BC-65B電冰箱	FS-69電扇
額定電壓：220V 工作頻率：50Hz 額定功率：70W 耗電量：0.50kW•h/24h	規(guī)格：400mm 額定電壓：220V 工作頻率：50Hz 額定功率：65W

①根據(jù)表中信息，可以算出電扇連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)10h消耗的電能為0.65kW•h；
②某日上午8：00，小王看了一下家中的電能表，示數(shù)如圖4．然后他們一家外出旅游，其間家中只有電冰箱正常使用．第2天上午8：00他們回家時(shí)，電能表示數(shù)變?yōu)?062.9kW•h，你還能發(fā)現(xiàn)電冰箱是間歇（選填“連續(xù)”或“間歇”）工作的；
（6）甲、乙兩個(gè)燈泡分別標(biāo)有“220V 40W”“220V 60W”字樣，則正常工作時(shí)甲、乙的電阻之比為3：2，如果兩燈泡鎢絲長(zhǎng)短一樣，則鎢絲較粗的是乙；
（7）如圖5是電吹風(fēng)送熱風(fēng)的工作電路，對(duì)應(yīng)的額定功率為1100W，將它接入220V電路中正常工作（送熱風(fēng)）10分鐘，電吹風(fēng)消耗的電能是6.6×10⁵焦．如果電熱絲電阻為48.4Ω，則10分鐘電熱絲產(chǎn)生6×10⁵焦的熱量；
（8）如圖6所示的電路，AB和CD均為鎳鉻合金線(xiàn)．閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)觀察電流表示數(shù)的大小，可以比較出合金線(xiàn)電阻的大小，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法（填“等效替代法”或“轉(zhuǎn)換法”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)正負(fù)電荷的規(guī)定及摩擦起電的實(shí)質(zhì)答題；
（2）根據(jù)要求判斷燈的連接關(guān)系及開(kāi)關(guān)的作用，連接實(shí)物圖；
（3）如不考慮電表的讀數(shù)功能，分析電路時(shí)，電壓表所在支路可視為斷路；電流表可視為一根導(dǎo)線(xiàn)；
根據(jù)并聯(lián)的定義確定甲乙兩表的類(lèi)型；
（4）分析開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，電路的連接及電流表測(cè)量的電流，根據(jù)通過(guò)R₂支路電流不變，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出通過(guò)R₁的電流，根據(jù)P=UI求R₁的功率；根據(jù)歐姆定律求總電阻；
（5）①由表中電扇的耗電量，求連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)10h消耗的電能；
②由表中冰廂的耗電量，由電能表的原讀數(shù)確定現(xiàn)在的讀數(shù)；根據(jù)冰廂的功率，由P=$\frac{W}{t}$的變形公式求出耗電0.05kW•h所用的時(shí)時(shí)間與24小時(shí)比較；
（6）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式，在電壓相同時(shí)，燈的電阻與功率成反比作答；
電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān)，在其它條件相同時(shí)，橫截面積越大，導(dǎo)體的電阻越小，反之電阻越大；
（7）根據(jù)W=Pt求電吹風(fēng)消耗的電能；根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{絲}}$t求10分鐘電熱絲產(chǎn)生的熱量；
（8）所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現(xiàn)象；將陌生、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題；將難以測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測(cè)量或測(cè)準(zhǔn)的物理量的方法．

解答 解：（1）絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電，是因?yàn)椴ＡО粼谀Σ吝^(guò)程中失去電子；
（2）連接圖1的實(shí)物圖，滿(mǎn)足以下三個(gè)要求：
①只閉合S₁時(shí)，L₁光發(fā)，L₂不發(fā)光；
②只閉合S₂時(shí)，L₁、L₂都不發(fā)光；
③S₁、S₂都閉合時(shí)，L₁、L₂都發(fā)光．
分析可知，兩燈發(fā)光互不影響，兩燈為并聯(lián)，S₁為總開(kāi)關(guān)；
在燈L₁支路上沒(méi)有開(kāi)關(guān)；S₂在支路上，S₂只控制L₂，據(jù)此連接實(shí)物圖，如下所示：

（3）并聯(lián)的定義：將兩個(gè)燈泡的兩端并列地連接在一起，再接入電路中，這兩個(gè)燈泡的連接方式為并聯(lián)．要使電阻R₁、R₂并聯(lián)，因此，應(yīng)將開(kāi)關(guān)S閉合，這樣R₁的右端與R₂的左端連接在一起了；
應(yīng)再將R₁的左端與R₂的右端連接在一起，兩燈即為并聯(lián)，所以乙表為電流表，甲為電壓表；
（4）在圖3示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S，為R₂的簡(jiǎn)單電路，電流表的示數(shù)為I₂=0.3A，即為通過(guò)R₂的電流；
再閉合開(kāi)關(guān)S₁，兩電阻并聯(lián)，電流表的示數(shù)I=0.5A，即為兩電阻并聯(lián)的總電流；
在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，因R₂的電壓始終為電源電壓保持不變，根據(jù)歐姆定律，通過(guò)R₂的電流保持不變，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)R₁的電流I₁=I-I₂=0.5A-0.3A=0.2A；
此時(shí)R₁的電功率為P₁=UI₁=3V×0.2A=0.6W；
根據(jù)歐姆定律，電路的總電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（5）由上表可知，電風(fēng)扇的額定功率P_電扇=65W，電扇連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)10h消耗的電能：
W_電扇=P_電扇t=0.065kW×10h=0.65kW•h；
電冰箱上銘牌0.50kW•h/24h的含義是：電冰箱每24h耗電0.50kW•h，
由題可知，電冰箱工作24小時(shí)，從所給數(shù)據(jù)可以看出24小時(shí)電冰箱消耗電能0.5kW•h，原來(lái)電能表的示數(shù)為9062.4kW•h（注意電能表示數(shù)最后一位是小數(shù)），
電能表示數(shù)變?yōu)椋?062.4kW•h+0.5kW•h=9062.9kW•h；
因冰箱的功率P_冰箱=70W=0.07kW，
耗電0.50kW•h的工作的時(shí)間為t=$\frac{{W}_{冰廂}}{{P}_{冰廂}}=\frac{0.5kW•h}{0.07kW}$≈7.14h＜24h，
故電冰廂沒(méi)有一直工作，而是間歇工作的；
（6）甲、乙兩個(gè)燈泡分別標(biāo)有“220V 40W”“220V 60W”字樣，表示兩燈的額定電壓均為220V，甲、乙燈的額定功率分別為40W、60W，
根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知，即在電壓不變時(shí)，燈的電阻與電功率成成反比，
則正常工作時(shí)甲、乙的電阻之比為60W：40W=3：2，
在材料和長(zhǎng)度一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，電阻越�。�
兩燈泡鎢絲長(zhǎng)短一樣，燈絲越粗，電阻越小，因?yàn)橐覠舻碾娮栊�，所以鎢絲較粗的是乙燈；
（7）已知吹熱風(fēng)的額定功率為1100W，將它接入220V電路中正常工作（送熱風(fēng)）10分鐘，電吹風(fēng)消耗的電能W=Pt=1100W×10×60s=6.6×10⁵J；
由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電熱絲的電壓為220V，如果電熱絲電阻為48.4Ω，
則10分鐘電熱絲產(chǎn)生的熱量：Q=W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{絲}}$t=$\frac{{（220V）}^{2}}{48.4Ω}$×10×60J=6×10⁵J；
（8）如圖6所示的電路，AB和CD均為鎳鉻合金線(xiàn)，閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)觀察電流表示數(shù)的大小，可以比較出合金線(xiàn)電阻的大小，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法．
故答案為：（1）正；失去；
（2）如上圖所示；
（3）電壓表；電流表；
（4）0.6W；6Ω；
（5）①0.65；②9062.9；間歇；
（6）3：2；乙；
（7）6.6×10⁵；6×10⁵；
（8）電流表示數(shù)的大小；轉(zhuǎn)換法．

點(diǎn)評(píng) 本題考查正負(fù)電荷的規(guī)定及摩擦起電的實(shí)質(zhì)、電路圖的設(shè)計(jì)、電路的識(shí)別、影響電阻大小的因素、并聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的應(yīng)用、電功率公式的應(yīng)用、電功的計(jì)算、電能表的讀及轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，涉及的知識(shí)多，綜合性強(qiáng)．