1、题型三 能量守恒 例题演练 例1 电钻是一种常用的工具，下表是某电钻的电动机部分数据。堵转电流是指“在额定电压下，让电动机的转轴固定不动时的电流”。使用该电钻正常工作时，每钻入1厘米时所消耗的机械能为2焦。则：(1)该电动机线圈的电阻是_欧。(2)该电钻正常工作时，每秒能够钻入的最大深度是_厘米。81.44变式1 如图为电解水的实验装置，闭合开关S后，观察到电压表的示数为12 V，电流表的示数为1 A，请回答下列问题：(1)电解时A管内生成_气。(2)当水槽中的水是蒸馏水时，通电后，两电极上产生气体速度十分缓慢，当往水槽中加入少量硫酸或氢氧化钠溶液后，产生气体速度明显加快，这其中的原因是：_。
2、氢增加自由移动离子浓度，增大导电性(3)水电解时，电能同时转化为热能和化学能，已知每18 g水被电解时产生280.8千焦化学能，若10分钟内电解0.36 g水，则同时产生热能多少焦？在该实验中两极间液体的电阻是多少欧？(保留1位小数)解：已知每 18 g 水被电解时产生 280.8 千焦化学能，则电解 0.36 g水产生的化学能为0.36 g18 g280.8 千焦5.616 千焦5616 焦。闭合开关 S 后，电压表示数为 12 V，电流表示数为 1 A，根据 WUIt 得，10 分钟内消耗的电能为 W12 V1 A1060 s7200 焦，水电解时转化为热能和化学能，则产生的热能 QW56
3、161584焦，由 QI2Rt 得 RQI2t，该实验中两极间液体的电阻为1584 J（1 A）21060 s 2.6 。例2 如图所示电路，电源电压12 V，定值电阻10欧姆，当闭合开关S时，用手固定电动机的转轴，使电动机不能转动，此时电流表的示数为1 A，放手后电动机转动，电流表的示数为0.5 A，则下列分析正确的是()A电动机的线圈电阻是14欧姆 B电动机正常转动时，电动机两端的电压是1 V C电动机正常转动时的机械功率是3.5 W D电动机正常转动时的热功率是0.5 WD变式2 一天，小科妈妈要用电吹风机时，发现家里的电吹风机只能吹冷风不能吹热风，经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了，
4、小科想用一根阻值相同的电热丝来替换，为此：(1)他从铭牌上查到，该电吹风机吹热风时的额定功率为P额1000 W，并观察了电吹风机的内部电路结构(如图所示)，终于明白了：旋转式开关的触片为扇形，当拨到某一挡位时，可以同时与两个触点接触，于是当开关放在“冷”时，就是把_连入电路；当开关放到“热”时，就是把_连入电路。(2)小科关掉家中所有电器，只打开电吹风机，并观察家中的电能表，发现在2 min内转盘转了12转，结合电能表铭牌上的“3000r/kWh”字样，求出了吹风机吹冷风时的功率P冷风为_W。电动机电动机和电热丝并联120(3)在上述基础上，小科算出了应选配的电热丝的阻值R，成功地修复了电吹风
5、机。小科怎样计算电热丝的电阻呢？请你写出计算电热丝阻值的过程。解：电热丝的功率应为 P 热风P 冷风1000 W120 W880 W，根据 PU2R 得电热丝电阻 R U2P电热丝（220 V）2880 W55。例3 如图甲，光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止。如图乙，在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB3AC。回答下列问题：(1)如果小球从斜面甲高H处静止释放，则小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系是怎么样的？答：_。hH(2)要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放？请说明理由：_。53 H 处。小
6、球在乙斜面上升高度为 2h，即43 H，因为 AC 段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗H3 高度的机械能，所以原来小球在甲斜面上的释放高度是 2hH3 53 H变式3 如图所示，足够高的粗糙水平桌面上静止一木块，轻质无弹性细线的一端系在木块上，另一端绕过定滑轮挂有托盘。往托盘中添加砝码后，木块向右做加速运动，在木块运动一段时间的过程中，请判断木块增加的动能E，与砝码重力做的功W的大小关系，并通过完整分析阐述理由。(不计托盘质量、空气阻力、线与滑轮间的摩擦)答：木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。因为在往托盘中加砝码后，木块和砝码都会做加速运动，而且木块在桌面上运动时克服摩擦力做功，因而砝码
7、重力做的功转化为木块和砝码的动能及由于摩擦产生的内能。所以木块增加的动能E小于砝码重力做的功W。拓展提升 1小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机。设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2 A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6 A。则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为()A91%B70%C30%D9%B2用同一铁锤以相同的速度敲击质量相同的钢块和铅块。我们发现铁锤打在钢块上会马上弹起，打在铅块上几乎不被弹起。经过相同次数的敲打后，用手摸一摸钢块和铅块。(1)我们发现
8、铅块很烫而钢块不怎么热，这是为什么？(2)小旋用铁锤敲击相同质量的铅块和铝块，铁锤敲击时几乎都不 被 弹 起，多 次 敲 击 后，小 旋 发 现，铅 块 很 烫 而 铝 块 不怎么烫，这又是为什么？答：(1)同一铁锤以相同的速度敲击质量相同的钢块和铅块时，钢块和铅块的内能增加相同，钢块弹起这一过程中部分内能转化成了机械能，而铅块几乎不被弹起增加的内能没有转化，所以铅块很烫而钢块不怎么热。(2)用 铁 锤 敲 击 相 同 质 量 的 铅 块 和 铝 块，铁 锤 对 铅 块 和 铝块 做功，使它们内能增加温度升高，铅块的比热容小于铝块，在增加相同内能时，铅块温度升高的快，所以铅块很烫。3如图甲所示
9、，有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s1。图乙中有一个半径为R的粗糙的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为s2。求：(1)甲图中重力对物体做的功W_。(2)乙图中物体在水平面上的摩擦力f。(3)乙中物体在粗糙的1/4圆弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度多少？(物体比热为c)mgR解：由甲、乙中 AB 段粗糙程度相同可得甲、乙中 AB 段摩擦力相同，由甲图推乙图中水平面上的摩擦力 f。甲图中从顶点到 A 点最终到 B 点，此过程中机械能转化为内能，即克服重力做的功与克服摩擦力做的功相等。mgRfs1，fmgRs1。解：在乙中物体由顶点到静止，物体克服重力做的功与物体克服摩擦力做的功相等，则物体在粗糙的 1/4 圆弧槽上克服摩擦力做的功为 mgRfs2mgRmgRs1s2mgR（s1s2）s1，又因为物体在粗糙 1/4 圆弧槽上克服摩擦力做的功全部转化为内能，则 QmgR（s1s2）s1，由 Qcm t 得 t Qcm mgR（s1s2）s1cmgR（s1s2）cs1。答：物体上升的温度为gR（s1s2）cs1。