Question

小明利用他的玩具電動(dòng)機(jī)進(jìn)行物理知識(shí)的新探究，他先按圖把器材連接好后，保持電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，并把實(shí)驗(yàn)中得到的有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下面表格中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼的質(zhì)量m （g）	鉤碼升高的高度h  （m）	鉤碼上升的時(shí)間t  （s）	電流表示數(shù)I （A）	電壓表示數(shù)U  （V）	滑動(dòng)變阻器滑片位置
1	1OO	1.0	3.6	0.20	3.0	中點(diǎn)
2	100	1.0	8.0	0.15	1.5	最右端

請(qǐng)你參加小明的研究，解答下列問(wèn)題：
（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)生了哪些形式的能量的轉(zhuǎn)化（指出其中的兩種）．
（2）計(jì)算出第一次實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)機(jī)提升重物做的有用功和電動(dòng)機(jī)消耗的電功率．
（3）求出電源電壓和滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（4）第二次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器消耗的電能是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）電路連通，電動(dòng)機(jī)工作，消耗了電能，鉤碼被提高，重力勢(shì)能增加．
（2）有用功為鉤碼增加的重力勢(shì)能；電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為電壓與電流的乘積．
（3）根據(jù)兩次電壓表和電流表的讀數(shù)列方程求解電源電壓和滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（4）根據(jù)串聯(lián)分壓，求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再用W=UIt計(jì)算消耗的電能．
解答：解：（1）消耗了電能，機(jī)械能增加．
故答案為：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）W_有用=Gh=mgh=0.1kg×9.8N/kg×1m=0.98J；消耗的電功率P=UI=3v×0.2A=0.6W．
答：電動(dòng)機(jī)提升重物做的有用功為0.98J，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為0.6W．
（3）根據(jù)數(shù)只有；U₁+I₁=U；U₂+I₂R=U．解得：U=6v；R=30Ω
答：電源電壓為6v，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω．
（4）此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U_滑=U-U₂=6V-1.5V=4.5V；
W=UIt=4.5V×0.15A×8s=5.4J．
答：第二次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器消耗的電能是5.4J．
點(diǎn)評(píng)：理解題意，本題是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，注意列方程解答出問(wèn)題．