- 闭合电路的功率
- 共123题
如图所示,电源E恒定电压12V,定值电阻 ,电动机M的内电阻为
,当开关s闭合,电动机转动稳定后,理想电压表的读数为
。若电动机除了内电阻外不计其他损耗。求:(1)电动机输出的机械功率P1.(2)电路消耗的总功率P。
正确答案
解:(1)电动机直流的电流为I1
——2分
电动机的总功率: ——1分
——1分
电动机的输出功率 ——1分
(2)电路中消耗的功率
——1分
电路中消耗的功率
——1分
电路中消耗的总功率 ——1分
略
如图所示,R1=5Ω,R2阻值未知,灯L标有“3V 3W”字样,R3是最大电阻是6Ω的滑动变阻器.P为滑片,电流表内阻不计,灯L电阻不变.当P滑到A时,灯L正常发光;当P滑到B时,电源的输出功率为20W.则电源电动势为_____V;当P滑到变阻器中点G时,电源内电路损耗功率为______W.
正确答案
12 2.56
当P滑到A时,R2未接入电路灯L正常发光;=
=10.5+1.5r (1)
当P滑到B时,电路中只有R1,电源的输出功率为20W。
代入数据:I=2A,E=10+2 (2)
联立,解得r=1Ω;E=12v
当P滑到变阻器中点G时,L与滑动变阻器的一半并联与R1串联,=
=8/5A
=
2.56w
如图所示,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。3个电阻采用如图(a)方式接在电源上,已知R1=4Ω、R2=10Ω。现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研究R3上的电压与电流变化关系,任意滑动R3上的滑片,通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的U-I图像为如图(b)所示的一条直线(实线部分)。试求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)R3的最大阻值;
(3)R3消耗的最大功率。
正确答案
解:(1)电压为0的时候电流为1.5A,此时R3阻值为零,有
I=E/(R1+r),1.5=
根据图线,若R3无限制变化,电压6V的时候电流为0,此时R3视为断路,有
由以上两式可得E=10V,r=Ω
(2)根据图线和电路图的动态变化判断,R3可获得的最大电压是4V,此时R3最大
得R3=8Ω
或者:根据图线,R3两端的电压随电流增大而减小,根据欧姆定律,电压最大4V而电流最小为0.5A的位置即为R3最大的位置,R3=8Ω
(3)R3消耗的功率P=IU=(6-I)I=6I-4I2
得:当I=0.75A时,功率最大P3m=6×0.75-4×0.752=2.25W
如图所示,R为电阻箱,为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5Ω时,电压表读数为U2=5 V。求:
(1)电源的电动势E和内阻r
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?
正确答案
解:(1)由闭合电路欧姆定律:,
联立以上两式并代入数据得:E=6v,r=1Ω
(2)由电功率表达式:
将上式变形为:
由上式可知R=r=1Ω时P有最大值:。
一个小灯泡的额定电压为2.0V,额定电流约为0.5A,选用下列实验器材描绘小灯泡的伏安特性曲线。
电源:电动势为3.0V,内阻不计;
电源:电动势为12.0V,内阻不计;
电压表:量程为0-3V,内阻约为10
;
电流表:量程为0-3A,内阻约为0.1
;
电流表:量程为0-0.6A,内阻约为0.6
;
滑动变阻器R:最大阻值为l0,额定电流为1.0A;
开关S,导线若干。
用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压):
(1)实验中电源应选用_______________;电流表应选用_______________;
(2)在下面虚线框中画出实验电路图。可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(阻值变化范围0-10)、电源、小灯泡、开关、导线若干;
(3)在下面坐标中画出小灯泡的曲线;
(4)若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端,问小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程,若需作图,可直接画在坐标中)
正确答案
(1),
(2)
(3)
(4)从图上读出小灯泡的电流为I=0.4A,U=1.1V
所以小灯泡的实际功率为P=UI=1.1×0.4=0.44W
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