Question

17．智能手機(jī)為人民生活帶來(lái)方便的同時(shí)，手機(jī)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(jī)，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(mén)旅游，人們自拍時(shí)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(jī)的快充功能，用時(shí)2小時(shí)就能將手機(jī)電池充滿，充電時(shí)的電流為多少？
（3）若該款手機(jī)正常使用1天充一次電，使用時(shí)發(fā)熱損耗5%的電能，試問(wèn)一年（按365天算）100個(gè)該款手機(jī)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(shí)，通過(guò)增大壓力來(lái)增大摩擦力；在壓力一定時(shí)，通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力．
（2）根據(jù)W=UTt可求電池儲(chǔ)存的能量，然后再根據(jù)W=UTt求充電時(shí)的電流；
（3）根據(jù)η=$\frac{Q}{W}$可得，使用該款手機(jī)產(chǎn)生的熱量，可求100個(gè)該款手機(jī)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(shí)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(shí)，通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大手與桿柄之間的摩擦力．
（2）電池儲(chǔ)存的能量：
W=UTt=4V×3A×3600s=4.32×10⁴J，
充電時(shí)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(jī)產(chǎn)生的熱量：
Q₁=η W=5%×4.32×10⁴J=2.16×10³J，
100個(gè)該款手機(jī)使用一年產(chǎn)生的熱量：
Q=nQ₁=100×365×2.16×10³J=7.884×10⁷J，
因?yàn)镼=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(jī)的快充功能，用時(shí)2小時(shí)就能將手機(jī)電池充滿，充電時(shí)的電流為1.2A；
（3）一年（按365天算）100個(gè)該款手機(jī)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于燃燒2.682kg煤．

點(diǎn)評(píng) 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(jì)算、功計(jì)算公式的應(yīng)用等，關(guān)鍵是各種公式的靈活運(yùn)用．