(2014•思明区模拟)音乐喷泉(图1)是集光机电技术于一体的装置.让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上,通过电脑控制三种色

(2014•思明区模拟)音乐喷泉(图1)是集光机电技术于一体的装置.让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上,通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色,呈现美轮美奂的视觉效果.图2是某段时间一组红、绿、蓝色灯功率变化图象.

(1)请写出下表中所列瞬间水柱的颜色.
时间第0秒第5秒第10秒第28秒
水柱颜色绿色黄色
(2)若每只灯的电阻是20Ω.在第16s时,加在红灯上的电压是多大?
(3)请计算出这组色灯在这30s内消耗的总电能.
s0581011 1年前 已收到1个回答 举报

2002930 幼苗

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解题思路:(1)由表格数据结合表格信息分析第0s、第5s时水柱的颜色,然后得出第10s和第28s时水柱的颜色;
(2)由图象得出10s~20s内红灯功率与时间的函数表达式,根据表达式求出第16s时红灯的功率,根据P=
U2
R
求出加在红灯上的电压;
(3)由W=Pt可知图线与时间轴围成的面积即为消耗的电能,据此求出0~25s内消耗的电能,再由图象得出25s~30s内的总功率,根据W=Pt求出消耗的电能,进一步得出答案.

(1)由表格数据结合表格信息可知:
第0s时,只有绿灯工作,所以水柱是绿色的;第5s时,红灯和绿灯都工作,水柱是绿色的;
同理,第10秒时,只有红灯工作,所以水柱是红色的;第28s时,红灯和绿灯都工作,水柱是绿色的;
(2)延长10s~20s内红灯功率和时间关系的图象如下图所示:

图象为一次函数,设为P=kt+b,图象经(20s、0W)、(10s、200W)两点,则
0W=20s×k+b,200W=10s×k+b,
解得:k=-20W/s,b=400W,即P=-20W/s×t+400W,
所以,在第16s时,红灯的功率:
P=20W/s×16s+400W=80W,
由P=
U2
R可得,加在红灯上的电压:
U=
PR=
80W×20Ω=40V;
(3)由W=Pt可知图线与时间轴围成的面积即为消耗的电能,则
0~25s内这组色灯围成的面积正好如下图中红色长方形的面积:

则W1=P1t1=200W×25s=5000J,
由图象可知,25s~30s内红灯和绿灯的功率均为200W,则
总功率P2=200W+200W=400W,
消耗的电能W2=P2t2=400W×5s=2000J,
这组色灯在这30s内消耗的总电能:
W=W1+W2=5000J+2000J=7000J.
答:(1)红色、黄色;
(2)加在红灯上的电压是40V;
(3)这组色灯在这30s内消耗的总电能是7000J.

点评:
本题考点: 电功率的计算;电功的计算.

考点点评: 本题考查了电功率公式和电功公式的应用,分析图象和表格中信息得出灯光颜色的规律和灯泡功率与时间的函数关系以及图象中图象与时间轴围成的面积含义是关键.

1年前

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