Question

17．智能手機為人民生活帶來方便的同時，手機電池續(xù)航能力不足成為人們揮之不去的困擾．現(xiàn)有一款手機，電池容量為3000mAh，電池電壓為4V，原裝充電器電壓為5V，試求：
（1）出門旅游，人們自拍時用到的自拍神器桿柄套有表面刻有精美花紋的橡膠，這是為了增大（選填“增大”或“減少”）手與桿柄之間的摩擦力．
（2）使用手機的快充功能，用時2小時就能將手機電池充滿，充電時的電流為多少？
（3）若該款手機正常使用1天充一次電，使用時發(fā)熱損耗5%的電能，試問一年（按365天算）100個該款手機產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于燃燒多少煤？（q_煤=3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）增大摩擦力的方法：在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力來增大摩擦力；在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
（2）根據(jù)W=UTt可求電池儲存的能量，然后再根據(jù)W=UTt求充電時的電流；
（3）根據(jù)η=$\frac{Q}{W}$可得，使用該款手機產(chǎn)生的熱量，可求100個該款手機使用一年產(chǎn)生的總熱量，再根據(jù)Q=mq可求相當(dāng)于燃燒煤的質(zhì)量．

解答 解：（1）人們自拍時用到的自拍神器桿柄套有表面刻有精美花紋的橡膠，這是為了在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大手與桿柄之間的摩擦力．
（2）電池儲存的能量：
W=UTt=4V×3A×3600s=4.32×10⁴J，
充電時的電流：
I′=$\frac{W}{U′t′}$=$\frac{4.32×1{0}^{4}J}{5V×2×3600s}$=1.2A；
（3）根據(jù)η=$\frac{Q}{W}$可得，使用該款手機產(chǎn)生的熱量：
Q₁=η W=5%×4.32×10⁴J=2.16×10³J，
100個該款手機使用一年產(chǎn)生的熱量：
Q=nQ₁=100×365×2.16×10³J=7.884×10⁷J，
因為Q=mq，所以可得相當(dāng)于燃燒煤：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{7.884×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=2.682kg．
答：（1）增大；
（2）使用手機的快充功能，用時2小時就能將手機電池充滿，充電時的電流為1.2A；
（3）一年（按365天算）100個該款手機產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于燃燒2.682kg煤．

點評 此題為力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)綜合題，涉及到增大摩擦的方法、燃料熱值的計算、功計算公式的應(yīng)用等，關(guān)鍵是各種公式的靈活運用．