讨论法在物理中的运用【精品资料】

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1、讨论法在物理中的运用王林峰例1.额定功率为2W的小灯泡与一个阻值为4G的电阻串联，接在电压为6V的电源上，如图1所示，此时灯泡恰好能正常发光，求灯泡灯丝电阻和额定电压的可能值。并讨论哪组数据更有利于节能，简要说明其理由。分析：因为―，所以&些职話二需，所以g=2V或4V当U]=2V吋，R,=2Q电能的利用率7/当U]=4V吋,R,=8Q电能的利用率所以当R,=8Q,U

2、=4V时，更有利于节能。例2・如图2所示：&和R?为两个定值电阻，R?是&的n倍，小灯泡L上标有“6V3W”字样，S为单刀双掷开关。当

3、S与点a接通时，小灯泡正常发光；当S与点b接通时,小灯泡消耗的功率为额定功率的丄。4(1)若n为小于5的正整数，试通过计算说明n的可能值。(2)试求n取以上可能值时，R］和R?相应的阻值。图2分析：因为P『R,所以卜岛2所以U-6(U-3)nR

4、即：U=,因为U>0,所以n>2n-2又因为n<5,所以n=3或n=4当n=3,U=12V,R]=6G,R)=360当n=4，U=9V,R]=6Q，R2=18Q例3・质量为lkg的水，初温20°C,吸热4.2x103J,则水的末温是多少?分析：因为At=—=严

5、"J=100°Ccm4.2xlO3J/(kg°C)xlkg所以t=t0+At=120°C当外界气压p=p0(p°指一个标准大气压)水的沸点为100°C,所以水的末温是100°C当外界气压p>Po,所以水的末温100°CvtW120°C；当外界气压p

6、的额定功率在1.2W以内，该同学正确连接电路，闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图3所示。求：a.小灯泡正常发光时的电流，并简要说明理由。b.小灯泡的额定电压，并简要说明理由。c.小灯泡的额定功率。图3p12W分析：(1)因为估计小灯的最大电流1=—=—=0.55AU2.2V所以［额=0.3A(2)因为U滑«0.3Ax2.5Q=0.75V若U=1.5VX2=3V,则U灯«3V-0.75V=2.25V所以U额=2.2V若U=1.5VX3=4.

7、5V,则U灯=45V-0.75V=3.75V所以U额=3.8V所以P额=U额I额=2.2Vx0.3A=0.66W或P额=U额I=3.8Vx0.3A=1.14W例5.小华同学用标有“220V100W”字样的口炽灯及标有"3000r/kW・h”字样的电能表和秒表，测聚自己家中的照明电路的电压。（1）写出主要步骤（所测数据川字母表示）（2）所测电压的数学表达式为o（3）若所测数据都是正确的，计算的结果（计算无误）与真实值有差別，请具体分析二者的关系。分析:步骤:将其它用电器停止工作;只让“220V、100W

8、”白炽灯工作;记下电能表转n转的时间t。考虑到灯丝的电阻随温度的改变而改变的因素：当U>220V,灯的电阻会变大，所以测得值偏小。当U<220V,灯的电阻会变小，所以测得值偏人。例6.如图4所示的电路：最人阻值为R.的滑动变阻器和阻值为R。的定值电阻串联在电压为U的电源上，试分析滑片由最左端移到右端，变阻器的功率变化惜况？分析：因为P=U滑i=V图4（u-U滑）R。因为U滑与（U-U滑）的和为定值，所以P有最大值，由数学知识知，其图像为:当Rl>R（），P先变大后变小;当RL

9、当人晚上背对着路灯向前匀速行走时，定量分析你的身影长度变化的规律。分析：由图6可知：人由路灯的一侧走到另一侧，影子的长度先变短后变长。我们设灯高H、人高h、人移动的速度v人、人影的速度v彩，由图可知:因为三角形△oef〜△obcef_oe_odbeoboaE

10、J：由上式可看出：影了是匀速运动的，当H=h时影了的速度无穷人；当H»h时影了的速度近似等于人的速度。例&假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔人于（或等于）0.1s,人耳就能够把这两次声音分辨开。也就是说，如果两

11、次声音传到人耳的时间间隔不足0.1S,人耳就只能听到一次声音。某同学为了体验声音在不同介质屮传播速度不同的物理现彖，他们请一位同学在输送水的直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置耳朵贴近铁管听声。实验结束以后，A同学说自己只听到了一次响声；B同学说自己听到了两次响声；C同学说自己听到了三次响声。已知声音在空气屮的传播速度是v气=340m/s,在水中的传播速度是v水=1700m/s,在钢铁中的传播速度是v铁=510